蛇形机器人运动控制与末端定位方法及装置、存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种蛇形机器人运动控制方法，建立单关节基础底盘与远端盘之间的齐次变换关系；建立绳索长度与关节运动角度的映射关系；建立单关节速度级运动学；建立整臂的齐次变换关系与构造速度级雅可比矩阵。本发明专利技术实施例还提供一种蛇形机器人运动控制装置、蛇形机器人的末端定位方法及装置与存储介质。利用本发明专利技术实施例能够构造蛇形机器人的雅可比矩阵，对蛇形机器人的运动轨迹及速度进行分析控制，并且有效解决蛇形机器人的末端定位问题。

【技术实现步骤摘要】
蛇形机器人运动控制与末端定位方法及装置、存储介质
本专利技术涉及机器人
，尤其涉及一种蛇形机器人运动控制方法及装置、蛇形机器人的末端定位方法及装置、计算机可读存储介质。
技术介绍
本部分旨在为权利要求书及具体实施方式中陈述的本专利技术实施例的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。仿生蛇形机器人是一种多关节、高冗余、无肢节构的仿蛇机器人，具有运动稳定、运动形式多变、环境适应力强等优点。在战场突袭、救灾搜救、险境探险等许多领域都具有广泛的应用前景。在仿生蛇形机器人行进过程中，必然会遇到不可逾越的障碍物或者运动方向与目标之间有一定角度的情况，这就要求机器人能根据自身结构和当前环境作出方向调整，绕开障碍物或者调整方向对准目标前进。传统的工业机器人相比，仿生蛇形机器人没有固定的基坐标，运动过程中关节转矩与转角有关，是具有非完整约束的动力系统，并且其关节数较多、长度都较大，使其运动学、动力学建模比串联机器人复杂的多。
技术实现思路
鉴于此，有必要提供一种蛇形机器人运动控制方法及装置、蛇形机器人的末端定位方法及装置、计算机可读存储介质，能够构造蛇形机器人的雅可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蛇形机器人运动控制方法，其特征在于，所述方法包括：建立蛇形机器人单关节的基础底盘与远端盘之间的齐次变换关系；建立所述蛇形机器人单关节间绳索长度与关节运动角度的映射关系；根据所述基础底盘与远端盘之间的齐次变换关系与所述绳索长度与关节运动角度的映射关系，建立单关节速度级运动学模型；根据所述单关节速度级运动学模型建立整臂的齐次变换关系并构造速度级雅可比矩阵。

【技术特征摘要】
1.一种蛇形机器人运动控制方法，其特征在于，所述方法包括：建立蛇形机器人单关节的基础底盘与远端盘之间的齐次变换关系；建立所述蛇形机器人单关节间绳索长度与关节运动角度的映射关系；根据所述基础底盘与远端盘之间的齐次变换关系与所述绳索长度与关节运动角度的映射关系，建立单关节速度级运动学模型；根据所述单关节速度级运动学模型建立整臂的齐次变换关系并构造速度级雅可比矩阵。2.根据权利要求1所述的蛇形机器人运动控制方法，其特征在于，所述单关节基础底盘与远端盘之间的齐次变换关系为：其中，Transa(t)和Ra(t)分别表示沿轴a的平移变换和旋转变换，h为未发生弯曲时基础底盘与远端盘之间的距离，θ为关节弯曲角度，φ为关节弯曲方向。3.根据权利要求2所述的蛇形机器人运动控制方法，其特征在于，所述绳索长度与关节运动角度的映射关系为：其中，θ为关节弯曲角度，φ为关节弯曲方向，l1、l2、l3为单个关节之间的绳索长度，r为绳索分布圆半径。4.根据权利要求3所述的蛇形机器人运动控制方法，其特征在于，所述单关节速度级运动学模型为：其中qj＝[φj,θj]T是第j个关节的构型参数，是单关节的雅可比矩阵，Jj1＝-ωL(1+sinθ-θ)Jj4＝ω其中，L为未发生弯曲时基础底盘与远端盘之间距离的一半，ω为瞬时角速度，ω′为ω的微分，为ω的反对称矩阵，v为瞬时线速度。5.根据权利要求4所述的蛇形机器人运动控制方法，其特征在于，所述构造速度级雅可比矩阵为：其中，是整臂的雅可比矩阵，和分别是线速度和角速度雅可比矩阵。6.一种蛇形机器人运动控制装置，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：于行尧，孟得山，梁斌，王学谦，刘厚德，
申请(专利权)人：清华大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东,44