2017年第4期
主题：智能制造 Intelligent Manufacturing
一种双臂机器人离线运动规划方法研究
倪文彬①杨伟超
（①南京理工大学泰州科技学院，江苏泰州225300；②安徽工程大学机械与汽车工程学院，安徽芜湖241000）摘要：针对多关节双臂作业机器人的轨迹规划问题，对双臂作业机器人的结构进行分析，以双臂协调完成
插孔装配任务为例，建立双臂作业机器人的运动学模型，研究双臀作业机器人的运动学约束关系，求解出双臂之间的运动学关系。基于给定任务的机器人双臂协调运动规划问题，运用遗传算法得到一种双臂机器人离线运动规划方法。通过仿真实验，验证了主臂的位置和速度曲线连续光滑，说明在运行过程中机器人比较平稳，能够满足机器人的运动规划要求。
关键调：双售机器人：运动学模型：造传算法：运动规划
中图分类号：TP24
文献标识码：A
DOI:10.19287/j.cnki.10052402.2017.04.001
The research on amethod ofoff-line motion planningfor dual-arm robot
NIWenbin,YANGWeichao?
(①Taizhou Institute of Science & Technology, Nanjing University of Science & Technology ,Taizhou 215300,CHN:
②School of mechanical and automotive engineering,Anhui Polytechnic University,Wuhu 241000,CHN)
Abstract: For the question of multi joint dual arm working robot track planning, we are going to work out the
kinematic relation between two arms, by analyzing the structure of the robot, like the example that the dual arm coordinately completing the assembly task, setting up the kinematics model of the robot and studying in the kinematic constraint relation. Based on the coordinate activity planning question of the given task to the robot, we have planned a method of off line motion planning for dual arm robot by applying genetic algorithm. Through simulation experiments, the position and velocity curve of main arm has been verified, which shows the stability of the robot during the activity that can meet the require-ments of the robot activity planning.
Keywords: dual arm robot; kinematics model; genetic algorithm; activity planning
当前工业机器人的应用越来越广泛，双臂作业机器人的研究已经成为了机器人研究热点之一。与将两个机械臂同时安装在同一个工作空间中组成双机器人系统不同的是，双臂作业机器人是一个完整的机器人系统[1-3]
目前世界各国已研发出多种双臂作业机器人，如德国研制的ARMAR机器人：瑞士ABB公司开发的 FRIDA；日本东北大学研制的捕获漂浮物体的空间双臂机器人；美国密歇根州立大学研制开发的DAV机器人等(4-6)。本文主要对双臂作业机器人的协调操作控制方法进行研究，为实现双臂作业机器人协调控制莫定理论基础。
1双臂作业机器人运动规划
为了提高机器人的通用性和灵活性，通常需要开发出适应能力强的全自主或半自主的运动规划系统。当给机器人指定任务之后，机器人的自主运动规划系统会根据收集到的环境信息，在机器人的本体结构允许的范围内，结合环境因素、操作任务要求、评价指标等规划出最优的轨迹路径。
1.1双臂作业机器人结构设计
针对双臂作业协调完成插装等典型操作任务的需求，设计出机器人模型。单个机械臂需有5个关节，分别为：肩部、大臂、肘部和两个腕部。其中肩部、大臂和
*国家自然科学基金（61428304）；江苏省高校自然科学研究面上项目（14KJD460003）：泰州市科技支撑（工业共性关键技术）项目（TG201419）
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