六自由度雙臂機器人動力學分析與運動控制

吳 俊

(1.北方工業大學計算機學院，北京 100144；2.大規模流數據集成與分析技術北京市重點實驗室，北京 100144)

六自由度雙臂機器人動力學分析與運動控制

吳 俊1,2

(1.北方工業大學計算機學院，北京 100144；2.大規模流數據集成與分析技術北京市重點實驗室，北京 100144)

人形機器人運動過程中穩定持物是機器人領域的一個關鍵研究內容，作為人形機器人中的重要研究方向，六自由度雙臂機器人合作抓持重物的穩定性和安全性難以保證。通過對機器人持物運動過程中的受力和運動分析，提出了基于配置構型評估和動力學分析的控制方法，有效解決了持物過程中的穩定性問題。通過對軌跡點的局部最優調整抓取姿態，利用雙臂操作過程中受力分析，借助典型的LuGre摩擦模型，構建摩擦力和滑動接觸數理模型，并進行動力學分析，在此基礎上，提出了相應的控制方法。通過數值仿真，驗證了在此控制方法下六自由度雙臂能夠平穩有效的持物運動。

六自由度；雙臂機器人；抓取質量評估；LuGre摩擦；動力學分析

0 引言

在家用和工業機器人繁榮發展的今天，人類對機器人的需求也更加多樣。其中雙臂機器人包絡抓取在工業、救援、看護、軍事等方面有著越來越廣泛的需求。雙臂抓取是一種利用多關節表面操作一個物體的一種操作，在人形機器人研究領域受到廣泛關注。之前的很多研究人員用具有很多自由度的連桿來實現對物體的操作，但卻很容易由于外界的干擾和故障而失敗。……