The invention relates to a new method for solving Jacobian matrix of closed-chain mechanism. The steps of the method are as follows: first, the kinematics model of the mechanism is established according to the closed vector method, and the coordinates of the necessary nodes for establishing kinematics model in the mechanism are solved; second, the Jacobian matrix is written in the form of partial derivatives; In the third step, each element of Jacobian matrix in the second step is expressed as the multiplication of multiple matrices according to the derivation of multivariate functions and the coordinates of the necessary nodes in the first step; in the fourth step, the elements in each multiplication matrix in the third step are solved and expressed separately with the relevant coordinate parameters; in the fifth step, the elegance of the mechanism is expressed. Comparable matrices are sorted out, and the Jacobian matrix is expressed in the form of multiplying multiple matrices. Each element of the matrix corresponds to the corresponding matrix in the third step. This method is suitable for solving closed-chain mechanisms. It can select the same formulas in Jacobian matrix one by one, avoid repeated calculation, and significantly reduce the amount of calculation.
【技术实现步骤摘要】
一种新型的求解闭链机构的雅可比矩阵的方法
本专利技术涉及闭链机构运动学领域,具体涉及一种新型的求解闭链机构的雅可比矩阵的方法。
技术介绍
随着科技的发展和工程的需要,一些新型的复杂的机构不断的被专利技术出来在工程中应用,随着构型的复杂,其雅可比矩阵的求解也越来越复杂,计算越来越繁琐。为了有效减少计算的复杂程度,专利技术了一种新型求解雅可比矩阵的方法。由于现在智能控制计算量大,所以此方法在控制领域也很有意义。雅可比矩阵是一阶偏导数以一定方式排列成的矩阵,定义为输入空间到操作空间之间速度的广义传动比,是机构的一个重要参数,机构的刚度,灵巧性,奇异位形,各向同性等都需要由雅可比矩阵推导,雅可比矩阵还是机器人控制的重要基础。闭链机构常用的求解雅可比矩阵的方法是求导法,该方法在求得机构的位置正解或者反解之后,直接让其对时间求一阶导数,即可求得机构的雅可比矩阵,不足之处在于当遇到复杂机构时,计算十分复杂,容易算错,且公式整理较困难。
技术实现思路
针对现有技术的不足,本专利技术拟解决的技术问题是:提供一种新型的求解闭链机构的雅可比矩阵的方法。该方法适合用于求解闭链机构,可将雅可比矩阵中相同的公式一个个的择出来,条理清晰,避免重复计算,显著降低了计算量。本专利技术解决所述技术问题采用的技术方案是:提供一种新型的求解闭链机构的雅可比矩阵的方法,该方法的步骤是:第一步、依据封闭矢量法,建立机构的运动学模型,求解出机构中建立运动学模型所需的必要节点的坐标;第二步、将雅可比矩阵写成偏导的形式;第三步、依据多元函数求导和第一步中必要节点的坐标,将第二步中雅可比矩阵的每个元素表示为多个 ...
【技术保护点】
1.一种新型的求解闭链机构的雅可比矩阵的方法,该方法的步骤是:第一步、依据封闭矢量法,建立机构的运动学模型,求解出机构中建立运动学模型所需的必要节点的坐标;第二步、将雅可比矩阵写成偏导的形式;第三步、依据多元函数求导和第一步中必要节点的坐标,将第二步中雅可比矩阵的每个元素表示为多个矩阵相乘的形式;第四步、求解第三步中的每个相乘的矩阵中的元素,并分别用相关坐标参数表达出来;第五步、将机构的雅可比矩阵进行整理,将整个雅可比矩阵表示成多个矩阵相乘的形式,每个矩阵的元素对应第三步中的相应矩阵。
【技术特征摘要】
1.一种新型的求解闭链机构的雅可比矩阵的方法,该方法的步骤是:第一步、依据封闭矢量法,建立机构的运动学模型,求解出机构中建立运动学模型所需的必要节点的坐标;第二步、将雅可比矩阵写成偏导的形式;第三步、依据多元函数求导和第一步中必要节点的坐标,将第二步中雅可比矩阵的每个元素表示为多个矩阵相乘的形式;第四步、求解第三步中的每个相乘的矩阵中的元素,并分别用相关坐标参数表达出来;第五步、将机构的雅可比矩阵进行整理,将整个雅可...
【专利技术属性】
技术研发人员:张建军,李帅,戚开诚,李康,杨兵,朱策策,
申请(专利权)人:河北工业大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
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