机械工程学报

作者：张英, 冯征征, 李剑, 魏世民, 廖启征

单位：北京邮电大学自动化学院 北京 100876

关键词：7自由度冗余机械臂,逆运动学分析,共形几何代数,臂型角参数化,几何直观；

基金：国家自然科学基金青年基金(52005120)、国家重点研发计划(2022YFB4703305)和2023年北京邮电大学“双一汽”建设学科交叉团队(2023SYLTD04)资助项目。

基于共形几何代数(Conformal geometric algebra, CGA)，提出了一种求解SRS(S：球副，R：转动副)7自由度机械臂逆运动分析的臂型角参数化法。首先，根据臂型角参数化，在共形几何代数框架下，使用点、线、面、球和点对等基本几何体的相交、分离和对偶等运算，得到机械臂5个关节点的位置；接着，通过构造过关节点的直线与平面，使用构造的直线间或构造的平面间的内积，得出机械臂7个关节转角的余弦表达，从而获得了机械臂逆运动学分析的所有16组解析解；最后，以Kinova Jaco2 7自由度机械臂为数值实例求解，并通过SolidWorks仿真验证了所提方法的正确性。结果表明提出的方法具有几何直观性强和计算简明的特点，为其他7自由度机械臂的逆运动学求解提供了一种新思路。

来源：2023年第23期

《机械工程学报》期刊编辑部

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