一种面向单绳索悬挂机械臂逆运动学求解方法、装置、设备及介质制造方法及图纸

技术编号:42114616 阅读:17 留言:0更新日期:2024-07-25 00:35
本发明专利技术涉及机械臂技术领域,公开了一种面向单绳索悬挂机械臂逆运动学求解方法、装置、设备及介质,方法包括S1:获取机械臂的当前关节角序列;S2:根据当前关节角序列计算机械臂在基座坐标系下的位置、姿态和质心位置;S3:将机械臂在基座坐标系下的位置、姿态和质心位置转换为在世界坐标系下的当前位置、当前姿态和当前质心位置;S4:计算当前位置、当前姿态和当前质心位置,与目标位置、目标姿态和目标质心位置之间的误差量;S5:判断误差量是否小于设定值,若是,则输出机械臂的当前关节角序列为目标关键角序列,若否,则执行S6;S6:计算机械臂的雅可比矩阵对当前关节角序列进行修正,并返回执行S1。本发明专利技术提高了机械臂运动稳定性和准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械臂,更具体地,涉及一种面向单绳索悬挂机械臂逆运动学求解方法、装置、设备及介质


技术介绍

1、随着无人机和起重机领域的快速发展,绳索悬挂机械臂技术已成为研究热点,该技术通过使用绳索将机械臂的基座悬挂于无人机或起重机下方,利用绳索的柔性和可变形的特性,允许机械臂进入难以触及的区域执行任务。此类机械臂在环境监测、特殊操作甚至深井救援等复杂环境下的应用展现了其广泛前景。然而,机械臂基座的不稳定性导致末端操作精准性成为挑战,逆运动学求解以达到期望位置和姿态的精确性需求,成为技术发展的关键。

2、尽管在此领域内,过去的技术解决方案尝试通过增加配重机构、调整悬挂平台姿态或利用螺旋桨推力来抵消重力矩影响,以此提高操作的准确性和稳定性。这些方法虽能一定程度上缓解由质心运动产生的扰动,但同时也引入了增加系统重量、依赖额外能源及复杂控制系统的问题。此外,通过调整悬挂点位置和绳索长度来提高机械臂稳定性的策略,亦面临机械故障和响应时间延迟的风险。尽管采取了对称结构设计和高刚度悬挂平台等解决方案以减轻扰动,但这些方法往往侧重于额外结构改进,对于机械臂本本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种面向单绳索悬挂机械臂逆运动学求解方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的面向单绳索悬挂机械臂逆运动学求解方法,其特征在于,S3中,利用质心偏摆补偿算法对机械臂在基座坐标系下的位置、姿态和质心位置进行修正,得到机械臂在世界坐标系下的当前位置、当前姿态和当前质心位置,包括:

3.根据权利要求2所述的面向单绳索悬挂机械臂逆运动学求解方法,其特征在于,S3.1中,根据下式,计算机械臂在基座坐标系下的质心位置bc:

4.根据权利要求2所述的面向单绳索悬挂机械臂逆运动学求解方法,其特征在于,S3.2中,根据下式,计算基座旋转角度β以及旋转矢量...

【技术特征摘要】

1.一种面向单绳索悬挂机械臂逆运动学求解方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的面向单绳索悬挂机械臂逆运动学求解方法,其特征在于,s3中,利用质心偏摆补偿算法对机械臂在基座坐标系下的位置、姿态和质心位置进行修正,得到机械臂在世界坐标系下的当前位置、当前姿态和当前质心位置,包括:

3.根据权利要求2所述的面向单绳索悬挂机械臂逆运动学求解方法,其特征在于,s3.1中,根据下式,计算机械臂在基座坐标系下的质心位置bc:

4.根据权利要求2所述的面向单绳索悬挂机械臂逆运动学求解方法,其特征在于,s3.2中,根据下式,计算基座旋转角度β以及旋转矢量

5.根据权利要求4所述的面向单绳索悬挂机械臂逆运动学求解方法,其特征在于,s3.3中,根据下式,计算基座坐标系到世界坐标系的齐次变换矩阵wtb,其表达式如下所示:

6.根据权利要求5所述的面向单绳索...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄之峰周润乔刘泽铭
申请(专利权)人:广东工业大学
类型:发明
国别省市:

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