基于人工蜂群搜索的七自由度机械臂逆向运动学求解方法技术

本发明专利技术公开了一种基于人工蜂群搜索的七自由度机械臂逆向运动学求解方法，该方法用于求取七自由度关节串联型机械臂运动路径中位姿插补点的逆向运动学方程的数值解，该方法基于七自由度机械臂正向运动学方程建立目标函数，采用人工蜂群算法三段式搜索策略，对运动路径中的位姿插补点的各个关节绝对角度值在从起点到终点的角度变化范围内进行最优值搜索，并将搜索结果作为该位姿插补点逆向运动学方程的数值解。通过本发明专利技术述及的三段式搜索策略可增强人工蜂群算法的搜索能力、提高算法的收敛速度和计算精度，从而简化七自由度机械臂逆向运动学求解的复杂性，提高求解的速度和精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于工业机器人控制
，具体涉及一种基于人工蜂群搜索的七自由 度机械臂逆向运动学求解方法。
技术介绍
目前，工业领域中使用最多的机械臂是六自由度或少于六自由度的关节串联型机 械臂。随着工作环境和任务的日益复杂化，要求新一代的机械臂需要具备更高的灵活性和 适应性。六自由度机械臂的末端位姿与各关节角之间存在着一一对应关系，即在末端位姿 确定的情况下，只存在着有限的关节位置与之对应，如果某指定位姿下对应的关节位置存 在障碍或处于奇异位形，机械臂的关节角就没有调整的余地，缺乏灵活性。由于多了一个冗 余自由度，七自由度机械臂的自由度数目大于确定空间某一位姿所需的六个，其末端位姿 与关节角空间的关系变成一对多，即在末端位姿指定的情况下，关节空间中存在着无数组 解与指定末端位姿相对应。因此，七自由度机械臂有了更多的姿势形态，并可利用这一特点 克服机械臂的奇异性、避免受限关节角、躲避障碍物及获得最小关节力矩等，可以很好地满 足某些环境、任务和工艺的特殊要求。但是，七自由度机械臂逆向运动学方程的解也由六自 由度机械臂的一组变成无穷多组，如何在无穷多组解中确定一个合理且最优的本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于人工蜂群搜索的七自由度机械臂逆向运动学求解方法，其特征在于，包括如下步骤：设七自由度关节串联型机械臂的逆向运动学方程的解的维数为7，第1维至第7维分别对应机械臂底座第1个旋转关节到末端第7个旋转关节的绝对角度值；设机械臂末端的运动路径中位姿插补点P的位姿矩阵Tp为：Tp=npxopxapxppxnpyopyapyppynpzopzapzppz0001---(1)]]>其中，子矩阵npxopxapxnpyopyapynpzopzapz]]>描述了在基础坐标系中机械臂末端在位姿插补点P时的姿态，其由三个单位矢量构成；其中，[npx npy npz]T为末端法线矢量，[opx opy opz]T...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：于清洋，黄梁松，吕新荣，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37