一种冗余机械臂奇异位型下运动学优化方法技术

一种冗余机械臂奇异位型下运动学优化方法，主要针对具有S‑R‑S构型的七轴机器人对其受限空间进行运动学分析和优化处理；方法如下：步骤一：建立冗余机械臂的正运动学模型；步骤二：建立冗余机械臂的逆运动学模型，利用臂型角参数化的方法求解出各关节逆运动学封闭解；步骤三：采用几何法分析S‑R‑S构型下冗余机械臂特定奇异位型，并利用几何法解算奇异位型下的各关节逆解；步骤四：综合臂型角参数化的逆解以及特定奇异位型下的逆解，实现冗余机械臂特定奇异位型的规避。本发明专利技术是基于等效自由度方法的冗余机械臂奇异位型下运动学优化方法(重点是规避奇异点)，其相关操作简单，可操作性强，技术效果良好，具有可预期的较为巨大的经济价值和社会价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冗余机械臂规避奇异点方法的技术方案和应用，特别提供了一种冗余机械臂奇异位型下运动学优化方法。

技术介绍

1、核工业场所环境复杂，将机器人应用于核工业场所惊醒设备检修，维护/升级，一方面能够降低成本包括管理成本与人工成本，另一方面还能够降低危险减少劳动量。冗余机械臂相比于普通的机械臂拥有更好的灵活性、更好的容错性与可靠性。

2、针对冗余机械臂的奇异位型研究也是必不可少的，典型的技术难题举例如下：

3、(1)机械臂在奇异位型时，会导致机械臂失去某个方向自由度，机械臂末端同样也会失去某个方向的自由度，就意味着机械臂灵活度会下降；(2)当机械臂处于奇异位型时，逆运动学问题可能出现无穷解的情况。

4、通用的奇异位型判断方法是求取机械臂的雅可比矩阵的奇异值来实现的，也可通过几何法判断，奇异位型会出现：(1)工作空间的边界(机械臂完全展开或者回收时)(2)工作空间内发生两个或者两个以上的轴关节共线。

5、目前针对机械臂的避奇异方法有：(1)最小阻尼二乘法，该算法能够实时地对环境中的动态行人进行主动避障同时避开本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种冗余机械臂奇异位型下运动学优化方法，其主要针对七轴机器人对受限空间进行运动学分析和优化处理；其特征在于：

2.按照权利要求1所述基于等效自由度方法的冗余机械臂运动学优化方法，其特征在于：步骤一具体要求是：

3.按照权利要求2所述基于等效自由度方法的冗余机械臂运动学优化方法，其特征在于：在步骤一中：

4.按照权利要求1所述基于等效自由度方法的冗余机械臂运动学优化方法，其特征在于：在步骤二中：所述利用臂型角参数化的方法求解出各关节逆运动学封闭解公式见式(21)～(27)：

5.按照权利要求4所述基于等效自由度方法的冗余机械臂运动学优化方...

【技术特征摘要】

1.一种冗余机械臂奇异位型下运动学优化方法，其主要针对七轴机器人对受限空间进行运动学分析和优化处理；其特征在于：

2.按照权利要求1所述基于等效自由度方法的冗余机械臂运动学优化方法，其特征在于：步骤一具体要求是：

3.按照权利要求2所述基于等效自由度方法的冗余机械臂运动学优化方法，其特征在于：在步骤一中：

4.按照权利要求1所述基于等效自由度方法的冗余机械臂运动学优化方法，其特征在于：在步骤二中：所述利用臂型角参数化的方法求解出各关节逆运动学封闭解公式见式(21)～(27)：

5.按照权利要求4所述基于等效自由度方法的冗余机械臂运动学优化方法，其特征在于：在步骤二中：

6.按照权利要求1所述基于等效自由度方法的冗余机械臂运动学优化方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：李艳杰，王天赐，张玉璞，
申请(专利权)人：沈阳理工大学，
类型：发明
国别省市：