一种偏置机械臂逆运动学求解方法技术

一种偏置机械臂逆运动学求解方法，求解方法包括：S100：根据偏置机械臂构造虚拟机械臂：虚拟机械臂的第一关节至第六关节与偏置机械臂的第一关节至第六关节相同；虚拟机械臂的第七关节与偏置机械臂的第七关节角度相同，虚拟机械臂的第七关节位于第五关节和第六关节旋转轴交点处；S200：利用固定臂角法求解虚拟机械臂的逆运动学解；S300：利用第七关节的角度筛选出对应虚拟机械臂的逆运动学解，从而得到偏置机械臂的逆运动学解。本发明专利技术提供的技术方案能够快速的找出偏置机械臂的逆运动学解，且计算量小，速度快；该算法具有优化指标核算，优化指标能够根据实际使用进行配置，找出最优解。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机器人领域，具体的涉及一种偏置机械臂逆运动学求解方法。
技术介绍
为了满足机械臂灵活和避障的要求，机械臂往往具有冗余的自由度(如具有7自由度)；此外，为了满足机械加工以及负载的要求，具有冗余自由度的机械臂往往具有不同的构型。图1为具有两7自由度机械臂的机器人，其中肩关节组10包括第一关节11、第二关节12和第三关节13；肘部只有一个关节，即第四关节20，也称肘关节；腕关节组30包括第五关节31、第六关节32和第七关节33；共7个关节，每个关节具有一个自由度，共7个自由度。参考图2，第一关节11、第二关节12和第三关节13的关节旋转轴相交于一点，该点称为肩点Ps；第四关节20的坐标系原点称为肘点Pe；第五关节31、第六关节32和第七关节33的关节旋转轴不能相交于一点，将第五关节31和第六关节32的旋转轴交点称为第一腕点Pw1，第七关节33的坐标系原点称为第二腕点Pw2。第五关节31、第六关节32和第七关节33的关节旋转轴不能交于一点的机械臂称为偏置腕关节机械臂，在本专利技术中简称为偏置机械臂。机械臂末端的位置不仅仅由肩点Ps和肘点Pe确定，腕点也会对机械臂末端的位置造成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种偏置机械臂逆运动学求解方法，其特征在于，求解方法包括：S100：根据偏置机械臂构造虚拟机械臂：虚拟机械臂的第一关节至第六关节与偏置机械臂的第一关节至第六关节相同；虚拟机械臂的第七关节与偏置机械臂的第七关节角度相同，虚拟机械臂的第七关节位于第五关节和第六关节旋转轴交点处；S200：利用固定臂角法求解虚拟机械臂的逆运动学解；S300：利用第七关节的角度筛选出对应虚拟机械臂的逆运动学解，从而得到偏置机械臂的逆运动学解。

【技术特征摘要】
1.一种偏置机械臂逆运动学求解方法，其特征在于，求解方法包括：S100：根据偏置机械臂构造虚拟机械臂：虚拟机械臂的第一关节至第六关节与偏置机械臂的第一关节至第六关节相同；虚拟机械臂的第七关节与偏置机械臂的第七关节角度相同，虚拟机械臂的第七关节位于第五关节和第六关节旋转轴交点处；S200：利用固定臂角法求解虚拟机械臂的逆运动学解；S300：利用第七关节的角度筛选出对应虚拟机械臂的逆运动学解，从而得到偏置机械臂的逆运动学解。2.根据权利要求1所述的偏置机械臂逆运动学求解方法，其特征在于，步骤S100还包括：定义虚拟机械臂的第一关节、第二关节和第三关节称为肩关节组，肩关节组的旋转轴交于一点，称为肩点Ps；定义虚拟机械臂第四关节称为肘关节，其坐标系原点称为肘点Pe；定义虚拟机械臂第五关节、第六关节和第七关节称为腕关节组，腕关节组的旋转轴交点称为腕点Pw。3.根据权利要求1所述的偏置机械臂逆运动学求解方法，其特征在于，步骤S200包括：(1)计算肘关节角度θ4：其中，Lsw是肩点Ps指向腕点Pw的向量，0Lsw是肩点Ps指向腕点Pw在基坐标下的向量；Lse是肩点Ps指向肘点Pe的向量，Lew是肘点Pe指向腕点Pw的向量；(2)计算肩关节角度θ1，θ2，θ3：定义由肩点Ps、肘点Pe和腕点Pw组成的平面为手臂平面，定义θ3＝π时的平面称为参考平面，臂角为手臂平面和参考平面间的夹角；其中，Asij,Bsij和Csij是As，Bs和Cs的第(i,j)元素；0R30是在参考平面上第三关节相对于基坐标的旋转矩阵；Usw∈R3是向量Lsw的单位向量，[0U...

【专利技术属性】
技术研发人员：温中蒙，禹超，
申请(专利权)人：尔智机器人上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31