平面机器人机械臂避障路径规划算法

"该资源是一篇发表在2016年Hydromechatronics Engineering期刊上的研究论文，由Li Yanyun、Cao Yi* 和Shi Qingsheng共同撰写，他们来自河南科技大学电气工程学院。论文提出了一种基于避障工作空间的平面机器人机械臂路径规划方法，旨在实现多关节机械臂的无碰撞运动。" 正文: 平面机器人机械臂在执行任务时，路径规划是其核心问题之一，尤其是在存在障碍物的工作环境中。这篇研究论文提出了一个基于避障工作空间（Obstacle Avoidance Planning Workspace, OAPW）的路径规划方法，旨在确保多关节机械臂能够在避开障碍物的同时，实现最优化的运动路径。 首先，利用计算机图形学中的射线和交点算法描绘出避障工作空间。这是通过模拟机器人运动过程中可能遇到的障碍物，并计算出与这些障碍物不相交的空间区域。这一过程对于构建安全的工作环境模型至关重要，它能确保机器人在运动时不会与任何障碍物发生碰撞。 其次，研究者在OAPW内采用MATLAB Robotics Toolbox的Denavit-Hartenberg (DH) 参数法建立了一个3旋转关节（3R）的平面机器人机械臂模型。DH参数法是一种广泛用于描述机器人关节和连杆之间相对位置和姿态的方法，它能够方便地将机械臂的各个关节坐标转换为全局坐标系，便于路径规划。 然后，论文中利用最短路径的性能指标进行路径规划。考虑到机械臂运动与障碍物之间的接触干扰，研究人员不仅要寻找距离最短的路径，还需要考虑机械臂的几何形状和障碍物的形状，以避免可能的接触情况。这种方法兼顾了路径的效率和安全性。 此外，论文可能会涉及一些优化算法，如遗传算法、粒子群优化或者A*搜索算法，来寻找满足条件的最优路径。这些算法可以快速有效地找到满足避障约束的可行路径。 这篇论文为平面机器人机械臂的路径规划提供了一个实用且有效的解决方案，它结合了计算机图形学、DH参数法和优化算法，为实际应用中的机器人运动规划提供了理论支持。通过这种方式，可以确保机器人在复杂环境中的高效、安全运行。