一种带负载六自由度空间机械臂的路径搜索方法技术

本发明专利技术实施例提供了一种带负载六自由度空间机械臂的路径搜索方法，实现了满足动态负载能力要求的空间机械臂路径搜索，包括：选定搜索步长以对六自由度空间机械臂动态负载能力工作空间进行栅格化处理；运用改进后的A*算法搜索一条满足动态负载能力要求的可达路径；依据空间机械臂的工作特征，以减少拐点为目标对所得可达路径加以优化，进而获得最终路径，完成路径搜索。根据本发明专利技术实施例提供的技术方案，以实现带负载六自由度空间机械臂的路径搜索方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及带负载六自由度空间机械臂的路径搜索算法，用于实现满足动态负载能力要求的机械臂路径搜索。
技术介绍
随着科技水平的不断进步，人类对生产生活的各个领域的探索与研究也越发深入，可以代替人类完成许多重要任务的机械臂也逐渐走入了人们的视野。尤其是在航空航天领域，一些复杂、繁重、危险的操作必须要使用空间机械臂才能够完成；而要想空间机械臂能够顺利完成任务，就必须对其进行合理的路径搜索。机械臂的路径搜索方法有很多。对于带负载的机械臂而言，机械臂的运动轨迹在很大程度上受限于其末端携带负载的质量和惯量对其关节力矩的影响；一旦关节力矩超出机械臂所能承受的最大限度，就有可能导致机械臂关节受损；这不仅会影响空间任务的按时完成，还可能进一步造成更大的损失。因此，搜索一条满足机械臂动态负载能力要求的任务路径，对于机械臂安全可靠地完成负载操作任务具有十分重要的现实意义。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种带负载六自由度空间机械臂的路径搜索方法，所提方法可为六自由度空间机械臂进行动态负载操作提供了保障。上述带负载六自由度空间机械臂的路径搜索过程中，用到的方法至少包括：依据所选择本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带负载六自由度空间机械臂的路径搜索方法：依据所选择的搜索步长Δl，对机械臂动态负载能力工作空间Mc进行栅格化处理；依据改进后的A*算法搜索一条针对空间机械臂的可达路径；依据空间机械臂的工作特征，优化所得可达路径，以获得带负载六自由度空间机械臂的路径搜索方法。

【技术特征摘要】
1.一种带负载六自由度空间机械臂的路径搜索方法：依据所选择的搜索步长Δl，对机械臂动态负载能力工作空间Mc进行栅格化处理；依据改进后的A*算法搜索一条针对空间机械臂的可达路径；依据空间机械臂的工作特征，优化所得可达路径，以获得带负载六自由度空间机械臂的路径搜索方法。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述空间机械臂动态负载能力工作空间栅格化的过程至少包括：第一步：用长方体包络机械臂的动态负载能力工作空间；第二步：依据所选择的搜索步长Δl，将所得长方体栅格化成边长为Δl的小立方体的集合。第三步：计算栅格化后每个小立方体的动态负载能力值。用n来表示某一小立方体内所包含的工作空间点的个数，用来表示每个工作空间点的动态负载能力值，用这些动态负载能力值的平均值来表示该小立方体的负载能力，则有栅格化后的第k个小立方体所对应的动态负载能力值Sk可表示为：Sk=Mc1+Mc2+...+Mcnn]]>完成所有小立方体所对应的动态负载能力值的求解之后，即为完成了机械臂动态负载能力工作空间的栅格化。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于改进后的A*算法搜索一条可达路径的过程至少包括：第一步：建立改进后的A*算法的估价函数，如下式所示：f(p)＝g(p)+h(p)+C(Sk)其中，g(p)代表当前节点到任意节点n的代价值；h(p)代表任意节点n到目标节点的代价值；C(Sk)是一个仅跟“每个小立方体的动态负载能力Sk”相关的值，若某一小立方体的动态负载能力Sk满足机械臂实际的动态负载能力要求，则其所对应的C(Sk)取：C(Sk)...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈钢，贾庆轩，李哲，孙汉旭，袁博楠，郭雯，王宣，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11