【技术实现步骤摘要】
基于全局坐标系递次回归方式的机器人运动学求解方法
本专利技术涉及一种关节型机器人运动学求解方法，具体是基于全局坐标系采用递次回归方式逐步计算的机器人运动学求解方法。
技术介绍
机器人的工作是由控制器指挥的，对应驱动末端位姿运动的各关节参数是需要实时计算的。当机器人执行工作任务时，其控制器根据加工轨迹指令规划好位姿序列数据，实时运用逆向运动学算法计算出关节参数序列，并依此驱动机器人关节，使末端按照预定的位姿序列运动。机器人运动学或机构学从几何或机构的角度描述和研究机器人的运动特性，而不考虑引起这些运动的力或力矩的作用。机器人运动学中有以下两类基本问题。一、机器人运动方程的表示问题，即正向运动学问题：对一给定机器人，已知连杆几何参数和关节变量，欲求机器人末端执行器相对于参考坐标系的位置和姿态。机器人程序设计语言具有按照笛卡尔坐标规定工作任务的能力。物体在工作空间内的位置以及机器人手臂的位置，都是以某个确定的坐标系的位置和姿态来描述的；这就需要建立机器人运功方程。运动方程的表示问题即正向运动学问题属于问题分析，因此...
【技术保护点】
1.基于全局坐标系采用递次回归方式的机器人运动学求解方法，其特征在于：所有的数学描述和计算均基于全局坐标系中各关键点坐标值实现，全局坐标系内空间矢量由其上两点表示，矢量方向由第一点指向第二点，点在空间内的变换形式归结为点沿某一空间矢量移动一给定距离和点以右手螺旋方式绕某一空间矢量旋转一给定角度两种类型，这两种变换可以由相应公式计算出结果。/n
【技术特征摘要】
1.基于全局坐标系采用递次回归方式的机器人运动学求解方法，其特征在于：所有的数学描述和计算均基于全局坐标系中各关键点坐标值实现，全局坐标系内空间矢量由其上两点表示，矢量方向由第一点指向第二点，点在空间内的变换形式归结为点沿某一空间矢量移动一给定距离和点以右手螺旋方式绕某一空间矢量旋转一给定角度两种类型，这两种变换可以由相应公式计算出结果。
2.根据权利要求1所述的基于全局坐标系采用递次回归方式的机器人运动学求解方法，其特征在于：根据机器人自身结构建立全局坐标系，坐标系原点设定在机器人第1关节轴和第2关节轴交点处，第1关节轴线为坐标系z轴，方向竖直向上，第2关节轴线为坐标系y轴，方向水平向右，坐标系x轴方向由右手规则确定，所有的数学描述和计算均在这一坐标系进行，所有的数学描述和计算均基于各关键点空间坐标值实现；在初始位置各关节轴线相对应的单位空间矢量由轴线上两点坐标表示，起点设定为相应两关节交点，指向与坐标系xyz三轴之一同向，依机器人自身结构读取机器人初始位置(各关节参数为0)各关键尺寸并标定。
3.根据权利要求1所述的基于全局坐标系采用递次回归方式的机器人运动学求解方法，其特征在于：机器人执行端位置和方位由执行端上事先选定的ABC三点在全局坐标系中坐标值表示，A点为执行端顶部特征点，AB连线与z轴平行AC连线与y轴平行，且AB和AC之间距离为一给定值t，这三点给定后在机器人运动学正向和逆向求解过程中在执行端上位置固定，随着求解进行其坐标值不断变化。对于机器人正向运动学求解当给定各关节参数值时即可唯一计算出该三点坐标值；对于机器人逆向运动学求解当已知该三点坐标值时即可求出各关节参数值。
4.根据权利要求1和权利要求2所述的基于全局坐标系采用递次回归方式的机器人运动学求解方法，其特征在于：首先标定机器人在起始位置即各关节参数值为0时执行端上选定的3点坐标值，当给定各关节参数值求解各关节到位后执行端ABC三点坐标即对机器人进行正向运动学求解的流程自执行端递次逆向进行，第1步求解倒数第1关节(即执行端所附着关节)动作完成后执行端上3点坐标值，第2步求解倒数第2关节(即执行端)动作完成后执行端上3点坐标值，第3步求解倒数第3关节(即执行端)动作完成后执行端上3点坐标值......，最终得到各关节动作全部到位后...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚海峰，刘伟，郑晓雯，张兰胜，吴淼，刘福新，周东旭，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11
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