【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于陆空跨域机动巡检机器应用，具体涉及一种机械臂末端轨迹实时规划方法。
技术介绍
1、全国风电累计装机容量3.7亿千瓦，同比增长11.2％，占全部装机容量的14.4％。风机电站的科学、高效的运维和管理，是提高风能利用和发电效率的关键。出了质保业主会怎么做运维，叶片、发动机大部件怎么得到保养，让它能够保证实现20年的服役，甚至更长时间，是很重要的一个问题，叶片的尺寸、形状直接决定了能量转化效率，也直接决定了机组功率和性能，因此风电叶片在风机设计中处于核心地位。
2、风机所处的环境通常比较恶劣,受到大风、雨雪、沙尘、雷电等自然因素的影响，风机叶片容易出现腐蚀、裂纹、磨损和断裂等缺陷，其中雷击的风电机组中叶片损坏占21％。根据统计，现场服役的发电机中的故障，因为叶片失效导致的发电量损失超过40％以上，另外叶片本身生产、采购成本占整机的比占超过20％，所以其是机组里面最重要的一个部件。
3、目前，能用于叶片表面运动巡检的腿足式吸附机器人的运动模式固定，运动轨迹固定，只能完成前后运动，其巡检和运动范围无法覆盖整个叶片表面，同时这类机器人腿部的规划不是实时进行的，用户无法对其进行实时控制，这就亟待一种改进的技术来解决现有腿足机器人中所存在的运动模式固定，运动范围小和实时性的问题。
4、基于上述问题，本专利技术提供一种机械臂末端轨迹实时规划方法。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种机械臂末端轨迹实时规划方法，利用机械臂的正逆运
2、技术方案：本专利技术提供的一种机械臂末端轨迹实时规划方法，包括以下步骤，
3、s1、规定机器人坐标系r，规定旋转中心坐标系为m，规定腿部基坐标系为b，规定腿部末端坐标系为e；s2、根据机器人大腿关节安装时的几何关系得到从blb系到r系的转换矩阵；s3、根据关节位置定义腿部关节四个坐标系，根据机器人正逆运动学分析，得到从b坐标系到e坐标系之间的转换矩阵；s4、根据旋转中心m理论计算得出旋转中心在r系下的坐标，定义坐标系便于轨迹的计算以及使用不用的坐标系标识轨迹。
4、本技术方案的，所述机器人大腿关节安装时的几何关系得到从blb系到r系的转换矩阵为：
5、
6、其中：代表了lb的腿部基坐标系b原点在r系中的位置，从而推算出系的转换矩阵：
7、
8、本技术方案的，所述关节位置定义的四个坐标系得到从坐与到之间的转换矩阵为：
9、
10、
11、用代表eτ点在b系中的坐标，进行逆运动学分析得到：
12、
13、本技术方案的，所述根据旋转中心m理论计算得出旋转中心在r系下的坐标为：
14、
15、其中，表示绕zr轴旋转90°的旋转矩阵，则可以得到：
16、
17、机器人足端的轨迹是由eτ点随着时间连续变化时构成的轨线为了保证控制器的实时性，根据接收到的v,ψ在线计算得到，控制器接收到v,ψ后计算m的位置，对状态s＝stance,swing的腿，根据(式5)得到eτ点在bτ系中的表示为根据(式5)、(式8)可以得到eτ在m中的表示：
18、
19、由上式得到的极坐标表示：
20、
21、此时可以算出t时间内由eτ点构成的轨线在m中的表示：
22、
23、其中η是由腿部的状态确定的：
24、
25、计算出控制器的输出θ，需要得到在bτ系中的表示：
26、
27、rf为站立状态，rm为摆动状态时计算出的足端轨迹使用红色圆弧代表，m为圆弧的圆心，eτ点为圆周轨迹的起点，ψt＝ψ·t，红色箭头代表了运动方向，实际情况中rf与rm的状态相同，将他们设置为不同只是为了更加清晰地展示轨迹；
28、对于s＝retrace状态的腿，目标位置rτ被提前指定好，轨迹为从eτ到rτ的直线，对于s＝attach状态的腿，其中va被设定好，代表腿接向下贴近曲面的速度，控制器在执行过程中，t被离散化为相同间隔的时间段连续的轨迹变为由关键点相互连接的线段，根据(式7)可以得到控制器输出序列为：
29、
30、电磁阀与气泵开关控制信号i是根据sτ确定的：
31、
32、与现有技术相比，本专利技术的一种机械臂末端轨迹实时规划方法的有益效果在于：该机械臂的摆动腿和支撑腿的运动轨迹由轨迹计算模块得到，利用机械臂的正逆运动学得到轨迹的解析解，可以根据用户的输入直接得到控制器的输出，运算量小、效率高。
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1.一种机械臂末端轨迹实时规划方法，其特征在于：包括以下步骤，
2.根据权利要求1所述的一种机械臂末端轨迹实时规划方法，其特征在于：所述机器人大腿关节安装时的几何关系得到从BLB系到R系的转换矩阵为：
3.根据权利要求1所述的一种机械臂末端轨迹实时规划方法，其特征在于：所述关节位置定义的四个坐标系得到从坐与到之间的转换矩阵为：
4.根据权利要求1所述的一种机械臂末端轨迹实时规划方法，其特征在于：所述根据旋转中心M理论计算得出旋转中心在R系下的坐标为：
【技术特征摘要】
1.一种机械臂末端轨迹实时规划方法，其特征在于：包括以下步骤，
2.根据权利要求1所述的一种机械臂末端轨迹实时规划方法，其特征在于：所述机器人大腿关节安装时的几何关系得到从blb系到r系的转换矩阵为：
3.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：范丽，景文林，宋坤，王龙，宫城章，周超，赵亚军，
申请(专利权)人：南京南自信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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