自主机器人机械臂控制参数计算方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及机器人技术领域，提供一种自主机器人机械臂控制参数计算方法及系统，该方法通过机械臂连接关系建立链路坐标系，再由机械臂的机械手末端工作点P点在坐标系中的运动轨迹数据确定机械手末端随时间变化的位置、姿势数据，依次逆向迭代计算第n节机械臂关节位置、姿势数据；最终在各自链路坐标系中构建以时间为自变量的运动轨迹，再计算得到每一节机械臂关节驱动电机控制参数，应用该方法和系统，能够解决机械臂正向设计过程中需要建立多个动力学方程，且末端机械手姿态和位置难以精确估计的问题，从而能够减少计算复杂度和计算时间，提高整个机器人系统设计效率和末端机械手执行的姿态和位置精度。执行的姿态和位置精度。执行的姿态和位置精度。

【技术实现步骤摘要】
自主机器人机械臂控制参数计算方法和系统


[0001]本专利技术涉及机器人
，特别涉及一种自主机器人机械臂控制参数计算方法和系统。

技术介绍

[0002]机器人机械手(Robot Manipulator，RM)属于机器人执行机构，是机器人完成特定任务的关键所在；机器人机械臂由由旋转接头连接的多个杆组成，每个关节都构成了一个自由度，从固定机械臂的底部开始，依次是腰椎关节、肩关节、肘关节和腕关节，最后一个腕关节连接到末端机械手，形成一个完整的机械臂；机械臂如何快速、准确、平稳地把握物体一直是机器人领域研究的难点，其融合了控制理论、运动学和人机交互等多个学科，在机械臂的设计和研究中，机械臂设计往往与整体动态性能有不可分割的联系，特别在汽车制造、自动化生产等领域，对于提高和促进机器人技术扮演着举足轻重的作用。
[0003]CN113638747A公开了一种末端载置装置、机械臂及喷浆机器人，末端载置装置包括机架，用于末端载置装置在机械臂上的安装；摆件，一端通过球铰链连接于所述机架，侧面用于载置所述喷头；曲柄，该曲柄的一端与摆件的另一端铰接；另本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自主机器人机械臂控制参数计算方法，其特征在于，所述自主机器人机械臂控制参数计算方法包括，步骤S1，根据自主机器人机械臂连接关系建立链路坐标系，确定两个相邻链路坐标系之间的齐次坐标变换矩阵T；步骤S2，由机械臂底座建立静态直角坐标系O
‑
xyz，对应地在运动平台上建立运动直角坐标系O'
‑
x'y'z'，机械臂的机械手末端工作点P点的坐标系P
‑
p
x
p
y
p
z
；步骤S3，由机械臂的机械手末端工作点P点在坐标系P
‑
p
x
p
y
p
z
中的运动轨迹数据确定机械手末端随时间变化的位置数据集Q1(t)和姿势数据集S1(t)；步骤S4，从机械手末端工作点P点开始，依次根据第n
‑
1节机械臂关节位置数据集Q
n
‑1(t)和姿势数据集S
n
‑1(t)，经过齐次坐标变换矩阵计算第n节机械臂关节位置数据集Q
n
(t)和姿势数据集S
n
(t)；其中，n为大于1的正整数，h为相邻两个机械臂关节之间的距离，即为机械臂的长度；d为相邻两个机械臂关节相对位置的偏移量，α为相邻两个机械臂关节相对扭转角，是相邻坐标系旋转姿态变换矩阵，相邻坐标系之间的位置变换矩阵；步骤S5，根据每一节机械臂关节的位置数据集Q(t)和姿势数据集S(t)，分别在各自链路坐标系中构建以时间为自变量的运动轨迹，再计算得到每一节机械臂关节驱动电机控制参数。2.根据权利要求1所述的自主机器人机械臂控制参数计算方法，其特征在于，所述步骤S4中，由第n
‑
1节机械臂关节位置数据集Q
n
‑1(t)和姿势数据集S
n
‑1(t)，根据Diffie
‑
Hellman算法依次迭代计算第n节机械臂关节位置数据集Q
n
(t)和姿势数据集S
n
(t)。3.根据权利要求1所述的自主机器人机械臂控制参数计算方法，其特征在于，机械手末端P点为第1节机械臂关节，与第1节机械臂关节连接的机械臂另一端为第2节机械臂关节。4.根据权利要求3所述的自主机器人机械臂控制参数计算方法，其特征在于，由机械手末端工作点P点随时间变化的位置数据集Q1(t)和姿势数据集S1(t)经过步骤S4计算得到第2节机械臂关节的位置数据集Q2(t)和姿势数据集S2(t)。5.根据权利要求1所述的自主机器人机械臂控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡杰，张炜，邓劲莲，赵伟胜，
申请(专利权)人：浙江机电职业技术学院，
类型：发明
国别省市：