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超冗余柔性臂在狹小空間內改進(jìn)RRT算法軌跡規劃
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中國科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所

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Improved RRT Algorithm-based Trajectory Planning Algorithm for Super-redundant Flexible Arms in Tight Spaces
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    摘要:

    為清理變電站聯(lián)排變壓器狹小空間內的異物,設計了一種超冗余多關(guān)節機械臂。根據機械臂的運動(dòng)學(xué)特性在機器人工具箱建立了運動(dòng)學(xué)模型,利用正運動(dòng)學(xué)分析了萬(wàn)向節角度和驅動(dòng)繩長(cháng),并利用蒙特卡洛法建立了機器人的工作空間。為縮短軌跡路線(xiàn)、減少隨機樹(shù)點(diǎn)數目,提出了基于改進(jìn)后的RRT算法的軌跡規劃方法,利用貪心算法進(jìn)行軌跡優(yōu)化,仿真結果顯示路徑長(cháng)度減少20%且規劃時(shí)間提高60%;利用多階貝塞爾曲線(xiàn)進(jìn)行軌跡平滑,降低軌跡路線(xiàn)曲率。改進(jìn)后的RRT算法可以有效的避障,且軌跡更為精確、曲率較小、處理速度更快,可以快速有效的完成異物清理工作。

    Abstract:

    To remove foreign objects from a substation interconnection transformer"s limited environment, a super-redundant multi-joint robotic arm was created. The gimbal angle and drive rope length were examined using positive kinematics, the robot"s workspace was established using the Monte Carlo approach, and a kinematic model was established in the robot toolbox based on the kinematic properties of the robotic arm. A trajectory planning approach based on the enhanced RRT algorithm is suggested, and trajectory optimization is carried out using the greedy algorithm in order to shorten the trajectory route and decrease the number of random tree points. The revised RRT algorithm can successfully avoid obstacles, and the trajectory is more precise, has less curvature, and has a faster processing time. It can also successfully and rapidly finish the cleaning of foreign objects.

    參考文獻
    相似文獻
    引證文獻
引用本文

陳師寬,羅漢武,李文震,陶鑫,宋屹峰,呂鵬.超冗余柔性臂在狹小空間內改進(jìn)RRT算法軌跡規劃計算機測量與控制[J].,2024,32(7):294-300.

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  • 收稿日期:2023-07-04
  • 最后修改日期:2023-08-09
  • 錄用日期:2023-08-09
  • 在線(xiàn)發(fā)布日期: 2024-08-02
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