申请/专利权人：华南理工大学;广州鼎盛医疗技术服务有限公司

申请日：2024-02-18

公开（公告）日：2024-04-19

公开（公告）号：CN117733872B

主分类号：B25J9/16

分类号：B25J9/16

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.19#授权;2024.04.09#实质审查的生效;2024.03.22#公开

摘要：本发明公开了一种基于方向性能的串联机器人逆运动学控制方法。所述方法利用关节机器人在奇异构型处会失去一个或多个运动自由度使得机器人的运动灵巧性降低，从而产生奇异方向的特性，量化关节机器人在任意位置下的方向性能。接着运用加权最小二乘法并结合方向性能指标来优化机器人接收到任务后执行任务过程中的关节配置，提高求解成功率以及运动柔顺性。

主权项：1.一种基于方向性能的串联机器人逆运动学控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、输入机器人初始关节角度以及目标末端位姿，设置迭代次数n=0，设置笛卡尔性能指标初值为0；S2、根据当前机器人关节角度由正运动学计算得到末端位置，并计算末端位置计算与目标末端位姿的误差值；末端位置计算与目标末端位姿的误差值，具体如下： 其中，、、、、、为空间上6个维度的误差，、、为位移误差，、、为选择误差；为单位矩阵；S3、判断误差值是否大于等于0.01，若是则进入步骤S4，否则中断循环输出当前机器人关节角度，并将根据当前机器人关节角度作用到机器人上进行机器人逆运动学的求解，进而控制机器人运动；S4、由当前机器人关节角度计算引入的笛卡尔方向性能指标；由当前机器人关节角度计算得到当前机器人关节角度下的雅可比矩阵，雅可比矩阵采用的是基于基坐标系的几何雅可比矩阵，根据机器人构型特性求得： 其中，和分别为雅可比矩阵的位移速度分量矩阵和旋转角速度分量矩阵，和分别为与的第k列，为串联机器人第k个关节的位置向量，为机器人基座到末端的向量，为利用前k个关节用正向运动学计算得到的机器人基座到第k个关节的向量；由当前机器人关节角度计算得到、，再通过上式求得雅可比矩阵；对雅可比矩阵的分解，获取奇异值以及奇异值矩阵具体如下： 其中，、分别为正交矩阵，，表示为m*m维矩阵，，表示为n*n维矩阵，为奇异值矩阵，奇异值为，，……，，且；m表示机器人末端执行器工作自由度；为奇异值矩阵表示的第m个奇异值；引入笛卡尔方向性能指标，令，代表着此刻构型下机械臂末端以速度运动的运动性能，为笛卡尔方向性能指标的第i个分量，i的取值为1~m，m是机器人的工作空间维度；为矩阵转置的第j行第i列的值；S5、比较笛卡尔性能指标初值和笛卡尔方向性能指标，计算权重矩阵；S6、赋值；S7、计算加权最小二乘法方程得到机器人关节角度增量；S8、令n=n+1，更新当前机器人关节位置，返回步骤S2。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 华南理工大学;广州鼎盛医疗技术服务有限公司 一种基于方向性能的串联机器人逆运动学控制方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD