[发明专利]串联形式机器人的逆运动学通用求解方法

权利要求书

1.一种用于串联形式机器人的逆运动学求解方法，其特征是：

首先将已知的机器人工作构形按照关节形式进行分解，对机器人关节根据运动形式分解成相应的基本关节的形式；将机器人所有的关节按照基本运动关节的形式通过统一基本关节自动建模方法建立模型；按照机器人的拓扑关系建立机器人整体运动学模型，按照构形平面理论，将工作构形分解成若干个构形平面，对可进行平面化处理的工作构形进行简化；对分解后的构形平面采用自动求解方法计算其工作空间；依据每个构形平面的工作空间，采用空间向量投影的方法进行构形平面匹配，从而得到连接构形平面的关节模块的广义运动量；最后根据匹配的每个构形平面姿态和位置要求，对组成构形平面的各个关节的广义运动量进行求解，进而得到所有的运动关节的广义运动量，从而完成机器人逆运动学的求解过程。

2.根据权利要求1所述的串联形式机器人的逆运动学求解方法，其特征在于，所述的机器人关节运动学模型统一形式为：

cosθ-sinθsinβ-sinθcosβ-hsinθsinβ0cosβ-sinβhcosβ+l+wsinθcosθsinβcosθcosβhcosθsinβ0001]]>

当该模块是回转模块时，θ为相应的回转角度，若为其他模块时，θ为零；当该模块是摇摆模块时，β为相应的摆动角度，若为其他模块时，β为零；当该模块是摇摆模块时，h为摇摆中心到其与下一个模块连接面的长度，若为其他模块时，h为零；当该模块是回转模块或连接模块时，l为回转中心到其与下一个模块连接面的长度，若为其他模块时，l为零；当该模块是移动模块时，w为相应的移动量，若为其他模块时，w为零。

3.根据权利要求1或2所述的串联形式机器人的逆运动学求解方法，其特征在于，所述的构形平面划分原则为：

(1)距离不变、姿态角不变：平面内可能有回转模块和连接模块，其工作空间仅为一个点；

(2)距离变化、姿态角不变：平面内不仅可能有回转模块和连接模块，还必须有移动模块，其工作空间为一条直线；

(3)距离不变、姿态角变化：平面内不仅可能有回转模块和连接模块，并且有且只有一个摇摆模块，其工作空间为一段圆弧；

(4)距离变化、姿态角变化：平面内可能有回转模块和连接模块，还有移动模块加摇摆模块组合或者两个摇摆模块的组合。