考虑可达性约束的连续体机器人优化设计
机器人学
2025-03-17 v1 应用物理
摘要
虽然多关节连续体机器人具有高度的灵巧性和灵活性，但由于其运动学涉及曲率，设计最优机器人可能具有挑战性。因此，当前工作提出了一种计算方法，用于在给定可达性约束下寻找连续体机器人的最优设计。首先，我们利用正向和逆向运动学计算，以高效且准确的方式进行可达性分析。在实现逆向运动学的同时，我们还在关节处集成了力矩最小化，从而可以找到到达给定工作空间所需致动器力矩最小的机器人位形。最后，我们应用分布估计算法（EDA）在考虑可达性的同时寻找最优机器人尺寸，其中目标函数可以是机器人的总长度或操作机器人所需的致动器力矩。通过三个应用问题，我们表明 EDA 在给定迭代次数内寻找更优解方面优于遗传算法（GA），因为 EDA 找到的最佳解的目标值比 GA 找到的低 4-15%。
引用
@article{arxiv.2503.11000,
title = {Optimal Design of Continuum Robots with Reachability Constraints},
author = {Hyunmin Cheong and Mehran Ebrahimi and Timothy Duggan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.11000},
year = {2025}
}