基于人工势场的六自由度空间机械臂避障路径

资 源 简 介

基于人工势场的六自由度空间机械臂避障路径

详 情 说 明

在太空应用场景中，六自由度空间机械臂的自主避障路径规划是一个关键问题。传统的人工势场方法主要应用于二维平面环境，本文提出了一种面向构型的三维人工势场改进方法。

该方法首先将人工势场从二维扩展到三维空间。不同于传统方法仅考虑末端执行器的避障，改进后的势场模型能够对整个机械臂的构型进行避障规划，包括各连杆部分的碰撞检测。在势场建模时，同时考虑了障碍物的排斥力和目标点的吸引力，确保机械臂能够在复杂三维环境中安全导航。

为了与机械臂控制相结合，该方法还与基于广义雅可比矩阵的逆运动学计算进行集成。通过实时计算各关节的最优角度变化，实现既满足末端轨迹要求又能避开障碍物的平滑运动。仿真实验验证了该方法在三维空间环境下进行全机械臂避障规划的有效性，为解决空间机械臂在轨操作的自主避障问题提供了可行方案。