CN116237950B 基于分段運(yùn)動(dòng)規(guī)劃策略的機(jī)器人末端精確控制方法及設(shè)備 （哈爾濱工業(yè)大學(xué)）

基于分段運(yùn)動(dòng)規(guī)劃策略的機(jī)器人末端精確基于分段運(yùn)動(dòng)規(guī)劃策略的機(jī)器人末端精確端連桿的期望位姿和頭部的靈活工作空間得出2針對(duì)超冗余機(jī)器人進(jìn)行末端精確控制的過程p采用TRAC_IK算法計(jì)算超冗余機(jī)器人頭部工作空間，計(jì)算出的頭部工作空間共有N個(gè)pvset為用戶自定義三維單位向量；則每個(gè)pi構(gòu)成的球面上均勻分布Ns個(gè)期望位姿S3、將超冗余機(jī)器人頭部的靈活工作空間中心與頭頭部的基坐標(biāo)系也是頸部的末端坐標(biāo)系；設(shè)靈活工作空間的中d為頸部末端連桿的期望方向；然后，頸部關(guān)節(jié)角的求解問題便轉(zhuǎn)化為頸部末32.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分段運(yùn)動(dòng)規(guī)劃策略的機(jī)器人末端精確控制方法，其特征假設(shè)基部的背脊曲線的長度為l，通過離散化半徑為r的圓弧獲得基部的關(guān)3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于分段運(yùn)動(dòng)規(guī)劃策略的機(jī)器人末端精確控制方法，其特征采取基于曲率撓率積分的離散化方法計(jì)算基部關(guān)節(jié)角，基部關(guān)節(jié)角包5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于分段運(yùn)動(dòng)規(guī)劃策略的機(jī)器人末端精確控制方法，其特征46.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于分段運(yùn)動(dòng)規(guī)劃策略的機(jī)器人末端精確控制方法，其特征采用k_means++的方法進(jìn)行靈活工作空間中心的篩選，進(jìn)而確定出靈活工作空間的中7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于分段運(yùn)動(dòng)規(guī)劃策略的機(jī)器人末端精確控制方法，其特征8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于分段運(yùn)動(dòng)規(guī)劃策略的機(jī)器人末端精確控制方法，其特征一條指令由處理器加載并執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至8任意一項(xiàng)所述的基于分段運(yùn)動(dòng)規(guī)劃并執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至8任意一項(xiàng)所述的基于分段運(yùn)動(dòng)規(guī)劃策略的機(jī)器人末端精確5[0008]采用TRAC_IK算法計(jì)算超冗余機(jī)器人頭部工作空間，計(jì)算出的頭部工作空間共有[0009]"-(n.pi,kset為用戶自定義三維單位向量；則每個(gè)pi構(gòu)成的球面上均勻分布Ns個(gè)期望位姿60_G0d為頸部末端連桿的期望方向；[0025]S4、將頸部的末端作為頭部的基座采用TRAC_IK逆運(yùn)動(dòng)學(xué)算法求解出頭部的關(guān)節(jié)[0027]假設(shè)基部的背脊曲線的長度為l，通過離散化半徑為r的圓弧獲7[0043]采用k_means++的方法進(jìn)行靈活工作空間中心的篩選，進(jìn)而確定出靈活工作空間現(xiàn)所述的基于分段運(yùn)動(dòng)規(guī)劃策略的機(jī)器人末端8[0067]"-(n.-p)/IP.-nll9[0075]采用k_means++的方法進(jìn)行靈活工作空間中心的篩選，進(jìn)而確定出靈活工作空間0_G0或者接近期望的位置且實(shí)際頸部末端坐標(biāo)系X軸方向(末端連桿的軸線方向)達(dá)到或者接近和ra分別為頸部末端連桿的實(shí)際位置和方向；h是權(quán)重系數(shù)。θicw分別為關(guān)節(jié)角的關(guān)節(jié)限位下限和上限。際的位置和末端局部坐標(biāo)系X軸方向(頸部末端軸線)靠近期望的位置和方向，進(jìn)而解出頸[0089]最后，將頸部的末端作為頭部的基座采用TRAC_IK逆運(yùn)動(dòng)學(xué)算法求解出頭部的關(guān)[0091](1)首先確定基部的末端點(diǎn)P0。通過離散化基部的背脊曲線來確定蛇形機(jī)器人基[0093](3)將頭部靈活工作空間的中心與頭部末端的期望位置重合進(jìn)而根據(jù)頭部基座與至少一條指令由處理器加載并執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)所述的基于分段運(yùn)動(dòng)規(guī)劃策略的機(jī)器人末端精現(xiàn)所述的基于分段運(yùn)動(dòng)規(guī)劃策略的機(jī)器人末端通過平面背脊曲線離散化的方法計(jì)算蛇形機(jī)器人的關(guān)節(jié)[0105](2)將蛇形機(jī)器人從當(dāng)前狀態(tài)規(guī)劃到基部呈半圓狀，頸部及頭部呈螺旋線外擴(kuò)狀[0106](3)通過頭部的靈活工作空間和頭部末端連桿的期望位姿確定頸部末端的期望位[0107](4)若迭代結(jié)束無解，則需要采用滾動(dòng)步態(tài)和轉(zhuǎn)彎步態(tài)將蛇形機(jī)器人基部位姿進(jìn)[0109]本發(fā)明方法采用7自由度連桿作為超冗余機(jī)器人頭部可以獲得超冗余機(jī)器人精確的技術(shù)方案所引伸出的