华南理工大学学报(自然科学版)

作者：曹学鹏, 王德硕, 冯艳丽, 等

单位：1.长安大学 机电液一体化研究所，陕西 西安 710064；2.西安航天时代精密机电有限公司，陕西 西安 710100；3.广州中国科学院先进技术研究所，广东 广州 511458

关键词：动态运动基元,双机器人协同,轨迹学习,协调约束,四元数

基金：国家自然科学基金面上项目(62073092);陕西省重点研发计划项目(2021ZDLGY09-02)

针对双机器人协作系统执行具有强协调约束关系的仿人任务时，存在轨迹学习复杂、协调约束分析欠缺的问题，提出了基于动态运动基元（DMPs）的双机器人协同搬运轨迹学习及泛化方法。首先，从双机器人协同搬运任务出发，分析了双机器人协调约束关系，建立了双机器人运动约束模型。然后，将机器人运动轨迹解耦为位置轨迹和姿态轨迹，采用四元数实现姿态轨迹的无奇异描述，分别建立位置轨迹和姿态轨迹的动态运动基元模型，结合双机器人运动约束模型与动态运动基元模型，兼顾各自的任务要求和相对位姿约束，进而获得双机器人的运动轨迹。接着，开展了双机器人协同搬运轨迹的仿真与实验，结果表明：采用双机器人协同搬运轨迹的学习与泛化方法，当改变起、终点状态时，双机器人定姿态协同搬运的起、终点位置误差分别为0.029 2 mm和0.112 7 mm，变姿态协同搬运的起、终点位置误差分别为0.032 3 mm和0.113 1 mm，终点的四元数姿态偏差为0.001 4、0.002 7、0.001 8、0.003 0，表明该协同搬运轨迹的学习与泛化方法具有较高的运动控制精度，即使起、终点任务参数改变，泛化轨迹仍可保证目标的可达性，验证了提出的双机器人协调运动轨迹控制方法的合理性和有效性。该方法可学习人体搬运过程并能够准确泛化出新的运动轨迹，实现了双机器人的协调运动，具有重要的工程应用价值。

来源：2023年第12期

《华南理工大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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