并联机构的位姿确定方法及装置制造方法及图纸

本公开关于一种并联机构的位姿确定方法及装置，所述位姿确定方法包括：根据至少三个第二位置中的每个第二位置与对应的第一位置之间的位置参量和动平台相对于静平台的位姿参量中的一者，确定每个第二位置相对于静平台的位置；基于每个第二位置相对于静平台的位置，确定位置参量和位姿参量中的另一者；基于位置参量，确定并联机构的连接支链的位姿，或者，基于位姿参量，确定并联机构的动平台的位姿。根据本公开的可以解决并联机构的运动学的求解复杂的问题，通过考虑到对应的第一位置与第二位置之间的距离并且考虑到二者之间的旋转变化量，可以简化求解过程，提高计算速度和效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
并联机构的位姿确定方法及装置


[0001]本公开涉及并联机构领域，尤其涉及一种并联机构的位姿确定方法及装置。

技术介绍

[0002]并联机构(也被称为“并联机器人”)是一种具有彼此连接的动平台和静平台的运动机构，动平台和静平台上可对应地形成有关节，动平台和静平台上的对应的关节可以通过支链等连接支链连接。并联机构的运动学包括正向运动学和逆向运动学，正向运动学是指根据并联机构的一些关节变量，求解并联机构的末端动平台位置姿态，逆向运动学是指根据并联机构的末端动平台位置姿态，求解并联机构的一些关节变量。
[0003]然而，在现有的并联机构的运动学中，无论对于正向运动学还是逆向运动学，由于并联机构的运动形式复杂，导致求解复杂，不利于快速、高效地求解。

技术实现思路

[0004]本公开提供一种并联机构的位姿确定方法、并联机构的控制方法及装置，以至少解决相关技术中并联机构的运动学的求解复杂的问题。本公开的技术方案如下：
[0005]根据本公开实施例的第一方面，提供一种并联机构的位姿确定方法，所述并联机构包括静平台、动平台和连接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种并联机构的位姿确定方法，所述并联机构包括静平台、动平台和连接支链，其特征在于，所述静平台形成有至少三个第一位置，所述动平台形成有与所述至少三个第一位置一一对应的至少三个第二位置，每个连接支链对应于所述静平台和所述动平台的对应的第一位置和第二位置，并且每个连接支链在对应的第一位置和第二位置之间的跨度是可调节的，所述位姿确定方法包括：根据所述至少三个第二位置中的每个第二位置与对应的第一位置之间的位置参量和所述动平台相对于所述静平台的位姿参量中的一者，确定每个第二位置相对于所述静平台的位置；基于每个第二位置相对于所述静平台的位置，确定所述位置参量和所述位姿参量中的另一者；基于所述位置参量，确定所述并联机构的连接支链的位姿，或者，基于所述位姿参量，确定所述并联机构的动平台的位姿，其中，所述位置参量包括所述至少三个第二位置中的每个第二位置与对应的第一位置之间在对应的连接支链的调节方向上的距离和每个第二位置相对于对应的第一位置绕旋转轴线旋转的旋转变化量。2.根据权利要求1所述的位姿确定方法，其特征在于，每个第二位置相对于对应的第一位置能够绕第一旋转轴线和第二旋转轴线旋转，所述第一旋转轴线和所述第二旋转轴线彼此垂直，其中，所述旋转变化量包括第二位置相对于对应的第一位置绕第一旋转轴线的第一旋转变化量和/或第二位置相对于对应的第一位置绕第二旋转轴线的第二旋转变化量。3.根据权利要求2所述的位姿确定方法，其特征在于，根据所述至少三个第二位置中的每个第二位置与对应的第一位置之间的位置参量和所述动平台相对于所述静平台的位姿参量中的一者，确定每个第二位置相对于所述静平台的位置的步骤包括：根据所述位置参量和所述位姿参量中的一者以及第一位置转换关系和第二位置转换关系中的一者，确定每个第二位置相对于所述静平台的位置，其中，所述第一位置转换关系为所述动平台与所述静平台之间的位置转换关系；所述第二位置转换关系为以每个第一位置和旋转轴线为参照物与所述静平台之间的位置转换关系。4.根据权利要求3所述的位姿确定方法，其特征在于，基于每个第二位置相对于所述静平台的位置，确定所述位置参量和所述位姿参量中的另一者的步骤包括：基于每个第二位置相对于所述静平台的位置以及所述第一位置转换关系和所述第二位置转换关系中的另一者，确定所述位置参量和所述位姿参量中的另一者。5.根据权利要求4所述的位姿确定方法，其特征在于，所述位姿参量包括第二坐标系的坐标原点在第一坐标系下的坐标以及第二坐标系绕自身的三个坐标轴线依次旋转的旋转角度，其中，所述第一坐标系的位置相对于所述至少三个第一位置固定，所述第二坐标系的位置相对于所述至少三个第二位置固定，其中，所述第一位置转换关系为所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的坐标转换关系，其中，所述第二位置转换关系为所述第一坐标系与在每个第一位置处的第一位置坐标
系之间的坐标转换关系，其中，所述第一位置坐标系的坐标原点位于对应的第一位置处，所述第一位置坐标系的坐标轴线中的一者为第二位置相对于对应的第一位置旋转的所述第一旋转轴线或所述第二旋转轴线。6.根据权利要求5所述的位姿确定方法，其特征在于，所述位置参量和所述位姿参量中的一者为所述位置参量，所述位置参量和所述位姿参量中的另一者为所述位姿参量，所述第一位置转换关系和所述第二位置转换关系中的一者为所述第二位置转换关系，所述第一位置转换关系和所述第二位置转换关系中的另一者为所述第一位置转换关系，其中，所述第一位置坐标系包括第三坐标系和第四坐标系，其中，通过以下方式确定所述第二位置转换关系：针对所述至少三个第二位置中的任一第二位置，根据该第二位置相对于对应的第一位置旋转的所述第一旋转变化量和所述第二旋转变化量，确定所述第三坐标系与所述第一坐标系之间的第三坐标转换关系以及所述第四坐标系与所述第三坐标系之间的第四坐标转换关系；基于所述第三坐标转换关系和所述第四坐标转换关系，确定所述第二位置转换关系，其中，所述第三坐标系的第一坐标轴线和第三坐标轴线中的一者为所述第一旋转轴线，所述第三坐标系的第一坐标轴线和第三坐标轴线中的另一者基于所述第一坐标系的第一坐标轴线和第三坐标轴线中的一者来确定，所述第三坐标系的第二坐标轴线垂直于所述第三坐标系的第一坐标轴线和第三坐标轴线并且符合右手定则，其中，所述第四坐标系的第二坐标轴线为所述第二旋转轴线，所述第四坐标系的第三坐标轴线基于第二位置与对应的第一位置之间的相对位置来确定，所述第四坐标系的第一坐标轴线垂直于所述第四坐标系的第二坐标轴线和第三坐标轴线并且符合右手定则。7.根据权利要求6所述的位姿确定方法，其特征在于，根据所述位置参量和所述位姿参量中的一者以及第一位置转换关系和第二位置转换关系中的一者，确定每个第二位置相对于所述静平台的位置的步骤包括：针对所述至少三个第二位置中的任一第二位置，根据该第二位置与对应的第一位置之间在对应的连接支链的调节方向上的距离和所述第二位置转换关系，确定每个第二位置相对于所述静平台的位置。8.根据权利要求7所述的位姿确定方法，其特征在于，所述至少三个第一位置位于第一分布圆的圆周上，所述第一坐标系的坐标原点位于所述第一分布圆的圆心，所述第一坐标系的第三坐标轴线垂直于所述至少三个第一位置所限定的第一平面指向所述至少三个第二位置所限定的第二平面所在侧，所述第一旋转轴线经过所述第一分布圆的圆心，所述第二旋转轴线与所述第一分布圆的圆周相切，其中，通过以下方式确定任一第一位置处的第三坐标系：将该第一位置确定为第三坐标系的坐标原点；将从所述第一坐标系的坐标原点指向该第一位置的方向确定为所述第三坐标系的第一坐标轴线的方向，将所述第一坐标系的第三坐标轴线的方向确定为所述第三坐标系的第三坐标轴线的方向，并且将垂直于所述第三坐标系的第一坐标轴线和第三坐标轴线且符合右手定则的方向确定为所述第三坐标系的第二坐标轴线的方向；
基于所述第三坐标系的坐标原点、第一坐标轴线的方向、第二坐标轴线的方向和第三坐标轴线的方向，确定所述第三坐标系。9.根据权利要求8所述的位姿确定方法，其特征在于，通过以下方式确定任一第一位置处的第四坐标系：将该第一位置确定为第四坐标系的坐标原点；将从该第一位置指向与该第一位置对应的第二位置的方向确定为所述第四坐标系的第三坐标轴线的方向；将在所述并联机构的默认状态下所述第三坐标系的第二坐标轴线的方向确定为所述第四坐标系的第二坐标轴线的方向，其中，在所述并联机构的默认状态下，所述第一平面平行于所述第二平面并且每个第二位置与对应的第一位置之间的距离相等且距离最短；将相对于所述第四坐标系的第二坐标轴线和第三坐标轴线满足右手定则的方向确定为所述第四坐标系的第一坐标轴线的方向；基于所述第四坐标系的坐标原点、第一坐标轴线的方向、第二坐标轴线的方向和第三坐标轴线的方向，确定所述第四坐标系。10.根据权利要求7所述的位姿确定方法，其特征在于，所述至少三个第一位置位于第一分布圆的圆周上，所述第一坐标系的坐标原点位于所述第一分布圆的圆心，所述第一坐标系的第三坐标轴线垂直于所述至少三个第一位置所限定的第一平面指向所述至少三个第二位置所限定的第二平面所在侧，所述第一旋转轴线相对于所述第一坐标系的第三坐标轴线倾斜第一角度，其中，通过以下方式确定任一第一位置处的第三坐标系：将该第一位置确定为第三坐标系的坐标原点；将所述第一坐标系的第二坐标轴线确定为所述第三坐标系的第二坐标轴线的方向；将所述第一坐标系的第一坐标轴线和第三坐标轴线绕所述第一坐标系的第二坐标轴线旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄善灯，柏龙，潘鲁锋，陈晓红，
申请(专利权)人：诺创智能医疗科技杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：