摘要:针对七自由度机械臂在机器人辅助全膝关节置换术复杂任务中的路径规划需求, 在传统RRT*算法基础上提出一种基于启发式采样的机械臂路径规划算法. 首先, 采用双向搜索策略快速扩展出一条可行路径, 通过贪婪策略去除初始路径的冗余点简化路径, 记录简化后的路径长度形成初始的超椭球采样区域, 在超椭球采样时概率引入引力增益系数, 进一步提高算法的收敛能力; 然后, 在动态范围区域对随机树进行重选父节点以及重布线的优化步骤, 逐步优化路径长度; 最后, 再次使用贪婪策略去除路径冗余点并使用二次贝塞尔曲线使得路径平滑. 为验证所提出算法的实用性, 使用Matlab平台构建不同的实验环境, 基于TOPSIS熵权法对不同算法进行评估, 在手术截骨环境下通过ROS仿真以及实验样机对比实验, 对比不同算法在截骨环境下的综合能力, 实验结果表明所提出算法能够为多场景中的机械臂提供快速有效的路径规划方案.