[发明专利]一种柔性超冗余度机器人控制方法

权利要求书

1.一种柔性超冗余度机器人控制方法，其特征在于，采用空间曲线表达机器人姿态，通过姿态匹配求出各关节控制角度，实现机器人控制。

2.根据权利要求1所述的一种柔性超冗余度机器人控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)将姿态描述的离散点进行插补，获得空间姿态描述曲线；

(2)计算空间姿态描述曲线各点曲率，当某点曲率超过设定的最大曲率时，重新获取姿态描述的离散点，并返回步骤(1)；

(3)匹配机器人第1节末端：n为1时，将第n节原点与空间姿态描述曲线原点重合，计算空间姿态描述曲线上的点与原点距离S₁…S_m，找到S₁…S_m中与当前关节杆件长度相等的一个点或最接近的两个点；m为点数；

如果是一个点，根据点的坐标值得到第1节控制角度，即第1节分别绕X轴和Y轴旋转的角度α₁和β₁；

如果是两个点，将这两个点连线，求出以坐标系原点为球心，当前关节杆件长度为半径的球体与两点连线的交点坐标值；根据交点坐标值得到第1节的α₁和β₁；

(4)根据第1节控制角度α₁和β₁，得到第1节末端位姿Pose₁；

(5)匹配下一节末端：n＝2、3、4、…i，i为机器人关节总数；将第n节原点位于第n-1节末端，第n节坐标系与第n-1节末端位姿Pose_n-1重合；以第n节原点为起点，计算空间姿态描述曲线上的点与第n节原点距离S₁…S_m，搜索找到S₁…S_m中与当前关节杆件长度相等的一个点或最接近的两个点；

如果是一个点，根据点的坐标值得到第n节控制角度，即第n节分别绕X轴和Y轴旋转的角度α_n和β_n；

如果是两个点，将这两个点连线，求出以坐标系原点为球心，当前关节杆件长度为半径的球体与两点连线的交点坐标值；根据交点坐标值得到第n节的α_n和β_n；

(6)根据第n节控制角度α_n和β_n，求出第n节末端位姿Pose_n；

(7)返回步骤(5)，直至遍历匹配所有关节，得出所有关节控制角度。

3.根据权利要求1或2所述的一种柔性超冗余度机器人控制方法，其特征在于，所述离散点包含空间位置信息和空间方向信息。

4.根据权利要求1或2所述的一种柔性超冗余度机器人控制方法，其特征在于：通过在线或离线命令输入的方式生成一组姿态描述的离散点，这组离散点代表机器人的运动轨迹，并保证机器人本体与障碍物不发生碰撞。