【技术实现步骤摘要】
连续型机器人的柔度计算方法
本专利技术涉及移动机器人协同作业领域，尤其是涉及一种连续型机器人的柔度计算方法。
技术介绍
连续性机器人作为一种新型仿生机器人，与传统机器人在结构上有很大的差异。连续型机器人采用与章鱼触手、大象鼻子、动物舌头等类似的无脊椎结构，不具有离散关节和刚性连杆。由于连续型机器人的柔度直接影响着其精度，故对其柔度研究至关重要。现有的关于柔性机器人柔度研究中，多集中于单方向负载下柔性臂的形变。MohsenMahvash在研究中用Cossereat-Rod法推导出了连续型机器人静力学模型解析解，并进一步定义了一种柔度矩阵的解析解模型，由于求解复杂，在计算时对柔度矩阵进行了简化。该柔度计算假设无驱动且仅有末端力负载时，柔度矩阵为微小位移量除以引起该位移的负载，该方法计算机器人柔度的精度不高，则整个连续机器人的运行模型计算精度不高。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题。为此，本专利技术提出一种连续型机器人的柔度计算方法，能够精确计算出柔度矩阵的值，进而使连续型机...
【技术保护点】
1.一种连续型机器人的柔度计算方法，其特征在于，包括：/n将连续机器人的绳索设置为若干段，每段由若干支撑圆片及弹性管组成；/n获取所述支撑圆片受到的力、所述支撑圆片之间的距离，根据力和方向矢量之间的关系得到力矩关系式；/n根据力平衡公式、力矩平衡公式以及弯曲曲率计算公式，所述力矩关系式通过优化算法得到弯曲曲率；/n根据所述弯曲曲率，并通过计算公式得到所述支撑圆片的相对转角；/n根据所述支撑圆片的相对转角，并通过齐次变换算法得到齐次变换矩阵，根据所述齐次变换矩阵得到所述支撑圆片的全局坐标系中的坐标；/n通过所述齐次变换矩阵对力求偏微分得到柔度矩阵。/n
【技术特征摘要】
1.一种连续型机器人的柔度计算方法，其特征在于，包括：
将连续机器人的绳索设置为若干段，每段由若干支撑圆片及弹性管组成；
获取所述支撑圆片受到的力、所述支撑圆片之间的距离，根据力和方向矢量之间的关系得到力矩关系式；
根据力平衡公式、力矩平衡公式以及弯曲曲率计算公式，所述力矩关系式通过优化算法得到弯曲曲率；
根据所述弯曲曲率，并通过计算公式得到所述支撑圆片的相对转角；
根据所述支撑圆片的相对转角，并通过齐次变换算法得到齐次变换矩阵，根据所述齐次变换矩阵得到所述支撑圆片的全局坐标系中的坐标；
通过所述齐次变换矩阵对力求偏微分得到柔度矩阵。
2.根据权利要求1所述的连续型机器人的柔度计算方法，其特征在于，所述力包括：上部绳索驱动力下部绳索驱动力支撑圆片重力中心弹性管重力以及接触力Fci，所述力矩关系式中力矩包括：上部绳索产生的驱动力矩Tcui、下部绳索产生的驱动力矩Tcli、支撑圆片重力产生的力矩Tdi、中心弹性管重力产生的力矩Tti、接触力产生的力矩Tci，所述力和力矩之间的关系为：
驱动力矩：
重力产生的力矩：
接触力产生的力矩：
其中，Oi为固定在第i个支撑圆片中心的坐标系的原点，ui和li分别为第i个圆片上的上下两个绳孔，且为上部绳索驱动力、下部绳索驱动力、支撑圆片重力、中心弹性管重力以及接触力的方向矢量。
3.根据权利要求1所述的连续型机器人的柔度计算方法，其特征在于，所述力平衡公式中的力平衡包括末端力平衡和其他支撑圆片力平衡，力矩平衡公式中的力矩平衡包括末端力矩平衡和其他支撑圆片力矩平衡，所述末端力平衡和末端力矩平衡的方程为：
为外力在坐标系Sn-1中的表示，为外力对点Oi-1产生的力矩，i＝1,2,…,n-1；
所述其他支撑圆片力平衡和所述其他支撑圆片力矩平衡的方程为：
式中，和分别为第i+1段关节单元对第i段关节单元所产生的力与力矩，为力对点Oi-1产生的力矩，与分别为第i个支撑圆片所受到的接触力与接触力矩在坐标系Si-1中的表示。
4.根据权利要求1所述的一种连续型机器人的柔...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁晗，游向辉，徐文福，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳，
类型：发明
国别省市：广东;44
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