基于GWO-SSA混合算法的绳驱动蛇形臂结构优化设计OA

针对现有蛇形臂机器人尺度优化困难、单一元启发算法存在局限性等问题,课题组提出一种具有12自由度的绳驱动蛇形臂机器人及组合优化算法。采用具有2自由度(绕垂直轴旋转(Yaw)和绕横轴旋转(Pitch))的万向节关节结构,实现蛇形臂的灵活运动;基于D-H参数法与数值优化方法建立正/逆运动学模型,并利用蒙特卡洛法与网格搜索方法求解工作空间;提出融合灰狼优化算法(Grey Wolf Optimizer, GWO)与麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm, SSA)的自适应混合优化策略,引入基于种群分布多样性的动态切换机制,以优化蛇形臂结构。研究结果表明:在受限工作场景下,蛇形臂可达工作空间体积提升了30%。课题组研制的绳驱动蛇形臂机器人结构轻便、模块化程度高,所提出的混合算法在收敛精度与稳定性方面均表现更优。