申请/专利权人：河南科技大学

申请日：2023-12-26

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN117733855A

主分类号：B25J9/16

分类号：B25J9/16

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.09#实质审查的生效;2024.03.22#公开

摘要：本发明公开了一种串联机械臂速度级的自平行和自顶点运动规划方法，包括根据作业任务不同，将对机械臂末端执行器的运动规划及控制要求的分为不同形式；建立台车坐标系{0}，根据具体作业任务建立作业坐标系{f}；通过正、逆运动学模型来建立末端执行器位姿和机械臂关节位置之间的关系；建立机械臂的速度级正运动学模型；本发明根据检测到的手柄操作的两个机械臂根部关节运动速度，规划其它关节的运动速度，可实现机械臂的各种运动模式，同时由程序规划并控制实现运动模式，用于大部分凿岩台车的串联机械臂，不受限于双三角构型。

主权项：1.一种串联机械臂速度级的自平行和自顶点运动规划方法，其特征在于，包括以下步骤：1根据作业任务不同，将对机械臂末端执行器的运动规划及控制要求的分为：1.1当要求执行器的朝向不变，并以一定的线速度平行参考面运动时即为自平行运动形式，根据参考面的不同，又可分为相对自身参考面的自平行和相对作业参考面的自平行；1.2当要求执行器与参考面的交点不变，并以一定的角速度转动时即为自顶点运动形式，根据参考面的不同，又可分为相对自身参考面的自顶点和相对作业参考面的自顶点；2对步骤1中的不同形式，建立台车坐标系{0}，根据具体作业任务建立作业坐标系{f}。通常定义自身参考面平行于台车坐标系{0}的YOZ平面，位置为执行器位置；定义作业参考面为作业坐标系{f}的XOZ平面，且需校准出作业坐标系与台车坐标系的位姿矩阵3通过正、逆运动学模型来建立末端执行器位姿和机械臂关节位置之间的关系；设机械臂由摆动q1、俯仰q2、伸缩q3、滚动q4、俯仰q5、摆动q6和伸缩q7共7个关节和连杆串联而成；4当规划执行器自平行移动或自顶点转动时，设机械臂关节位置为Q＝q1,q2,q3,q4,q5,q6,q7T，关节速度为机械臂末端执行器的速度为由线速度v和角速度ω构成，则机械臂的速度级正运动学模型可表示成： 上式1中，JQ∈R6×7为机械臂的Jaccobian矩阵，是关节位置Q的函数，它建立了机械臂关节速度与末端运动速度之间的关系。JQ可写成JQ＝[J1，J2，...，J7]，J1，J2，...，J7为6×1的列向量，因此上式又可表示为： 由此，Ji实际为关节i的运动速度对机械臂末端运动速度的传动比；当JQ存在广义逆伪逆J+Q，即J+＝JTJJTJ-1时，速度级逆运动学模型可表示成 显然，当执行器速度确定时，可通过速度级逆运动学模型求解机械臂关节速度从而控制机械臂各关节的运动速度，使得执行器按要求的速度运动。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 河南科技大学 一种串联机械臂速度级的自平行和自顶点运动规划方法

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