原创 双机器人协同插补路径规划

双机器人绕中心点的协调旋转，可以实现工件在空间上灵巧的多姿态转换，并满足各种复杂的操作要求。如钢板的圆弧弯曲加工，三维复杂的焊接加工等。

路径规划通常包括大量机器人末端执行器姿态转换。机器人姿态描述包括四元数，旋转矩阵和欧拉角。使用四元数表示旋转可以灵活地匹配并定义坐标系统中任何轴的旋转轴和旋转角，并有效避免万向节锁定问题。旋转矩阵与四元数之间存在简洁的等价变换关系，因此在插值研究中得到了广泛的应用。

根据特定的协同旋转条件，提出了一种四元数和旋转矩阵的路径弧插值方法，该方法可适用于多种机器人。

选择机器1（负载50kg），机器人2（负载20kg）和夹紧的工件（质量3kg）来构建两机器人平台系统。该系统的运动学模型基于单个机器人的建模，以建立机器人之间的关系，从而形成具有相对坐标变换的运动学系统。首先设置世界坐标系，然后分别设置两个机器人的基本坐标系和终点坐标系。

逆运动学解决方案分为以下两个步骤：1）参考d-h参数模型，并使用matlab中的matlab机器人工具箱建立机器人的d-h模型。 2）。将齐次变换矩阵作为已知解，并将ikine（T）的逆运动学函数用于求解相应的关节角度坐标系。通过参考机器人每个关节的运动约束角度，可以考虑相邻控制点的关节角度变化并将其转换为相应的关节角度值。

基于四元数和旋转矩阵的路径圆弧插补方法，该方法可以应用于两个机器人绕对称中心的协同旋转。控制点坐标和位置插值方法被广泛用于各种偏转角的协同旋转中。该方法可以在机器人最大运动位置的范围内，计算出轨迹弧轨迹的插补控制点。插补路径平滑，符合关节角度限制，圆度误差控制在1.1mm之内。