52、欠驱动抓手抓取策略与多智能体路径规划研究

欠驱动抓手抓取策略与多智能体路径规划研究

1 欠驱动抓手抓取策略

1.1 姿态逐步校正与锁定阶段

姿态逐步校正后，x 方向和 y 方向位置偏差的初始调整完成，抓手以混合阻抗模式停在目标位置，进入锁定阶段。在闭合过程中，手指与手柄接触碰撞，产生 -z 方向的闭合力。由于抓手原型的最终调整尚未完成，仅执行如图 9(f)-1 到图 9(f)-2 所示的锁定过程。

1.2 力的作用与姿态调整

抓手受到 +y 方向的力、+y 方向的冲击和 -z 方向的闭合力后，通过六自由度混合阻抗控制律进行柔顺姿态调整，利用差动机构的柔顺运动快速降低 y 方向的冲击震动。这些阶段验证了逐步校正姿态抓取方法的有效性。

1.3 策略总结

设计了一种欠驱动抓手，并提出基于混合阻抗控制的逐步校正姿态的柔顺抓取策略。该策略包括任务规划和控制算法，旨在让抓手抓取空间卫星目标，提高对复杂接触力和力矩引起的姿态偏差的误差校正能力。根据机械结构特点，抓取任务分为预捕获阶段的手指闭合和锁定阶段的轴孔装配。设计的机械结构可增加碰撞冲击的相互作用时间，减轻冲击影响。采用具有可变期望力和可变阻抗参数的六自由度混合阻抗控制，改善混合阻抗策略的算法切换冲击。更长的冲击相互作用时间能有效改善抓手姿态跳跃问题。

2 多智能体路径规划问题

2.1 问题背景

在现代仓库系统中，多智能体路径规划的性能决定了系统效率。多机器人在仓库环境中的路径规划可抽象为多智能体路径寻找（MAPF）问题。目前主要有两种 MAPF 算法：
- 集中式规划方法：使用全局规划器，利用全局信息为所有智能体规划路径。