[1]范学慧,刘明明.机器人末端执行器双重自动避障控制方法的研究[J].工业仪表与自动化装置,2025,(05):76-81.[doi:10.19950/j.cnki.CN61-1121/TH.2025.05.014]
　FAN Xuehui,LIU Mingming.Research on dual automatic obstacle avoidance control method for robot end effectors[J].Industrial Instrumentation & Automation,2025,(05):76-81.[doi:10.19950/j.cnki.CN61-1121/TH.2025.05.014]

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机器人末端执行器双重自动避障控制方法的研究(PDF)

《工业仪表与自动化装置》[ISSN:1000-0682/CN:61-1121/TH]

卷:

期数:

2025年05期

页码:

76-81

栏目:

出版日期:

2025-10-15

文章信息/Info

Title:

Research on dual automatic obstacle avoidance control method for robot end effectors

文章编号:

1000-0682（2025）05-0076-06

作者:

范学慧1; 刘明明2

1.江苏建筑职业技术学院，江苏 徐州 221000；2. 江苏大学，江苏 镇江 212000

Author(s):

FAN Xuehui1;  LIU Mingming

1. Jiangsu Vocational Institute of Architectural Technology, Jiangsu Xuzhou 221000, China;2. Jiangsu University, Jiangsu Zhenjiang 212000, China

关键词:

机器人末端执行器; 转移矩阵; 动静态障碍物; 双重自动避障控制; 避障系数

Keywords:

robot end effector;  transition matrix;  dynamic and static obstacles;  dual automatic obstacle avoidance control;  obstacle avoidance coefficient

分类号:

TP242

DOI:

10.19950/j.cnki.CN61-1121/TH.2025.05.014

文献标志码:

A

摘要:

机器人末端执行器的避障控制是确保机器人操作安全性和效率的关键组成部分。但是，在复杂动态作业环境中，机器人末端执行器在应对突发动态障碍物时反应滞后，易导致碰撞风险。因此，提出了一种机器人末端执行器双重自动避障控制方法。基于末端执行器与基座坐标的位姿关系，使用标准DH参数法建模，求出机器人末端坐标系至基座坐标系的转移矩阵，获得末端执行器的位姿信息。根据动静态障碍物局部与全局坐标系，利用获得末端执行器的位姿信息，精确获得动静态障碍物与末端执行器的相对位置和速度信息，并结合表面积分定义累积移动安全范围，得出动静双重障碍物安全范围，为避障决策提供了准确的边界条件。通过加入避障速度系数，依据末端标志点与障碍物安全范围，调整避障反应强度，完成末端执行器双重自动避障控制。通过实验证明，所提方法能够实现双重自动避障控制，减少不必要的绕行和停顿，提高效率，确保运行安全。

Abstract:

The obstacle avoidance control of robot end effectors is a key component in ensuring the safety and efficiency of robot operations. However, in complex dynamic work environments, the robot’s end effector lags behind in responding to sudden dynamic obstacles, which can easily lead to collision risks. Therefore, a dual automatic obstacle avoidance control method for robot end effectors is proposed. Based on the pose relationship between the end effector and the base coordinate, the standard DH parameter method is used to model and calculate the transition matrix from the robot end coordinate system to the base coordinate system, obtaining the pose information of the end effector. Based on the local and global coordinate systems of dynamic and static obstacles, the pose information of the end effector is obtained to accurately obtain the relative position and velocity information between the dynamic and static obstacles and the end effector. Combined with surface integration, the cumulative movement safety range is defined to obtain the safety range of dynamic and static dual obstacles, providing accurate boundary conditions for obstacle avoidance decisions. By adding an obstacle avoidance speed coefficient and adjusting the obstacle avoidance reaction intensity based on the end marker point and obstacle safety range, the dual automatic obstacle avoidance control of the end effector is achieved. Through experiments, it has been proven that the proposed method can achieve dual automatic obstacle avoidance control, reduce unnecessary detours and pauses, improve task execution efficiency, and ensure safe and stable equipment operation..

参考文献/References:

[1]张鹏鑫,于海生,李哲,等.基于自适应RRT与积分滑模的机器人避障跟踪控制[J].组合机床与自动化加工技术,2023,(12):76-80.

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备注/Memo

备注/Memo:

收稿日期：2025-03-17基金项目：江苏省自然科学基金自助项目（BK20180174）第一作者：范学慧（1980—），女，汉族，吉林延边人，硕士，讲师，主要研究方向为机电一体化，检测与自动化装置。通信作者：刘明明（1984—），女，汉族，江苏徐州人，博士，副教授，主要研究方向为控制工程理论、机电系统智能检测与控制。

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