一种柔性超冗余度机器人控制方法技术

本发明专利技术涉及一种柔性超冗余度机器人控制方法，采用空间曲线表达机器人姿态，通过姿态匹配求出各关节控制角度，实现机器人控制。本发明专利技术简化了柔性超冗余度机器人控制模型，采用空间曲线表达机器人姿态，通过姿态匹配的方法求出各关节控制角度，从而实现机器人控制。传统的控制模型在机器人关节数目较少时，其模型复杂度较低，随着关节数的增加，其模型复杂度成指数倍增加，甚至很难分析出解析解，而本发明专利技术的复杂度与关节数目成正比。因此极大的提高了模型分析效率，并且提高了模型控制的运算速度。

A Control Method for Flexible Hyperredundant Robot

The present invention relates to a flexible super redundant robot control method, which uses space curve to express the robot's attitude, and calculates the control angle of each joint through attitude matching to realize the robot control. The invention simplifies the control model of flexible hyperredundant robot, expresses the robot's attitude by space curve, and calculates the control angle of each joint by attitude matching method, thereby realizing the robot control. When the number of joints is small, the complexity of the traditional control model is low. With the increase of the number of joints, the complexity of the model increases exponentially, and even it is difficult to analyze the analytical solution. The complexity of the present invention is proportional to the number of joints. Therefore, the efficiency of model analysis is greatly improved, and the operation speed of model control is also improved.

【技术实现步骤摘要】
一种柔性超冗余度机器人控制方法
本专利技术涉及一种机器人控制方法，特别是涉及具有超冗余自由度机器人的控制方法。
技术介绍
柔性超冗余度机器人具有的自由度远超过它的任务空间自由度，这种机器人结构独特、控制灵活，可以在狭小空间或复杂环境中实现特殊任务。因此多用于核工业探测、检修，航空航天装配作业等领域。刚性杆超冗余度设计优点在于继承了传统工业机械臂的运动学，所有的传统建模技术(比如基于D-H法的前向运动学建模和机器人雅可比推导)都还适用。但这种机器人自由度数目大(10个关节以上)，采用这种分析、控制方法，模型的复杂度和分析难度都非常大，目前的硬件也无法满足计算要求。柔性超冗余度机器人运动方式与传统工业机器人不同，采用末端跟随方式向前运动，后面的关节会沿着前面关节的轨迹运动。目前普遍采用的控制方法是当后面的关节到达前面关节同一个位置时，完全复现前面关节的姿态。但这种控制方法的缺点是控制方式不灵活，无法从当前的姿态变换到另外一种特定姿态，也无法从特定姿态变化回原姿态。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种降低超冗余度机器人建模复杂度、简化控制模型的方法，同时提出一种灵活的、能够适应任意位姿变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性超冗余度机器人控制方法，其特征在于，采用空间曲线表达机器人姿态，通过姿态匹配求出各关节控制角度，实现机器人控制。

【技术特征摘要】
1.一种柔性超冗余度机器人控制方法，其特征在于，采用空间曲线表达机器人姿态，通过姿态匹配求出各关节控制角度，实现机器人控制。2.根据权利要求1所述的一种柔性超冗余度机器人控制方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将姿态描述的离散点进行插补，获得空间姿态描述曲线；(2)计算空间姿态描述曲线各点曲率，当某点曲率超过设定的最大曲率时，重新获取姿态描述的离散点，并返回步骤(1)；(3)匹配机器人第1节末端：n为1时，将第n节原点与空间姿态描述曲线原点重合，计算空间姿态描述曲线上的点与原点距离S1…Sm，找到S1…Sm中与当前关节杆件长度相等的一个点或最接近的两个点；m为点数；如果是一个点，根据点的坐标值得到第1节控制角度，即第1节分别绕X轴和Y轴旋转的角度α1和β1；如果是两个点，将这两个点连线，求出以坐标系原点为球心，当前关节杆件长度为半径的球体与两点连线的交点坐标值；根据交点坐标值得到第1节的α1和β1；(4)根据第1节控制角度α1和β1，得到第1节末端位姿Pose1；(5)匹配下一节末端：n＝2、3、4、…i，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李庆杰，刘海刚，王健，陈娟，张成云，杨淞博，刘悦，刘亚勇，
申请(专利权)人：沈阳新松机器人自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21