关键词：空间机械臂;轨迹规划;甲虫搜索算法;避障;高精度运动
摘 要：针对中国空间站问天实验舱机械臂(EMM)的轨迹规划任务，提出了一种基于甲虫搜索(BAS)算法的轨迹规划技术，使机械臂关节轨迹满足多目标约束的同时，机械臂末端沿预定的任务轨迹运动。基于GJK算法将机械臂本体与周围障碍物的最小距离作为首要优化目标，保证机械臂与障碍物保持安全距离；根据笛卡尔空间中的目标轨迹，基于DH法建立的EMM运动学模型，将机械臂末端与目标轨迹的位置误差作为次级优化目标；为减少机械臂关节磨损，把第3、4、5关节运动行程作为第三个优化目标。采用加权系数法将3个优化目标组成轨迹规划算法的优化模型。实验结果表明：提出的轨迹规划算法具有较快的收敛速度，末端误差曲线变换平缓，精度明显高于粒子群算法的结果。验证了BAS规划出的轨迹能够使机械臂末端在跟踪目标轨迹的同时，机械本体可安全避开空间站舱外的障碍物。
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