空间分区运动学求解器

全机身避障

将托卡马克腔体划分为等距扇区，在目标扇区内驱动末端执行器实现带全机身避障的小范围位姿调整，并配套数字孪生系统完成虚实交互。

吕健 · Shaoxiong, Mao · Qiang, Ligang · Hou, Yukang · Song, Ding'an

IEEE Transactions on Industrial Informatics 2024

技术优势

全机身避障

感知势场FABRIK算法在逆运动学求解中同时考虑整条机械臂与环境的距离，避免末端到达目标时其他连杆碰撞腔壁。

实时解算

空间分区将大范围运动分解为粗定位与精调两步，减少了单次求解的复杂度，使正逆运动学计算可在线完成。

虚实同步

数字孪生系统实时映射机器人状态，实现虚拟与实体之间的交互和反馈，便于监控与调试。

应用场景

• 工业机器人运动控制：提供复杂腔体内实时全机身避障运动控制算法，可直接嵌入工业机器人控制器。
• 复杂环境机器人操作：实现多关节机器人在受限空间内的自主避障与快速到位，适合核聚变装置等危险环境。
• 医疗机器人运动规划：空间分区与势场法可映射到手术机器人等对安全性要求高的场景，实现精准避障。
• 微流控自动化操作：小尺度末端位姿调整能力可用于微流控芯片内精密操作，提升自动化水平。