[发明专利]一种联动柔性机械臂的简化运动学求解方法、装置及系统

权利要求书

1.一种联动柔性机械臂的简化运动学求解方法，所述机械臂包括N个关节段，N个所述关节段均包括m个小节，m个所述小节间依次通过关节连接，其特征在于，包括：

生成等效运动学方程，分别获取所述关节段的关节变量参数，并根据所述关节变量参数生成所述关节段的关节段运动学方程，并根据所述关节段运动学方程生成所述机械臂的等效运动方学程；

生成关节段雅可比矩阵，根据所述关节变量参数及其对应的所述机械臂的末端线速度和末端角速度，获得所述关节变量参数对应的所述关节段的关节段雅可比矩阵；

生成机械臂雅可比矩阵，根据所述关节段雅可比矩阵进一步生成机械臂雅可比矩阵；

生成最优解，根据所述机械臂雅可比矩阵进行逆运动学求解当前各个所述关节段的角度获得所述关节段的角度的最优解；

驱动机械臂，根据所述最优解和所述等效运动学方程驱动所述机械臂的运动。

2.根据权利要求1所述的联动柔性机械臂的简化运动学求解方法，其特征在于，所述生成等效运动学方程具体包括：

根据所述机械臂的结构获得所述关节变量参数；

通过建立D-H坐标系对所述关节变量参数对应的所述关节段进行处理，获得对应的所述关节段运动学方程；

简化所述机械臂的运动学参数，并根据所述关节段运动学方程获得所述等效运动学方程。

3.根据权利要求1所述的联动柔性机械臂的简化运动学求解方法，其特征在于，所述生成关节段雅可比矩阵具体包括：

获取任一所述关节段的所述关节变量参数，并将所述关节变量参数记为θ_2i-1，θ_2i，其中1≤i≤2m；

根据所述关节变量参数θ_2i-1，θ_2i、所述末端线速度v_si和所述末端角速度w_si，获得所述关节段雅克布矩阵J_i的关系表达式：

根据所述关节段雅克比矩阵J_i的关系表达式计算可得所述关节段雅可比矩阵J_i。

4.根据权利要求1至3任一项所述的联动柔性机械臂的简化运动学求解方法，其特征在于，所述生成最优解具体包括：

获取所述机械臂的末端的期望位置和期望姿态，并根据所述期望位置和所述期望姿态生成期望参数X_d；

计算当前各个所述关节段的角度θ_(j)对应的所述机械臂的末端的实际位置和实际姿态，并根据所述实际位置和所述实际姿态生成实际参数X_(j)；

根据所述期望参数X_d和所述实际参数X_(j)之差判断当前各个所述关节段的角度θ_(j)是否满足设定误差；若满足所述设定误差，则将作为最优解；否则，

获取对应当前各个所述关节段的角度θ_(j)的所述机械臂雅可比矩阵J；

根据所述期望参数X_d和所述实际参数X_(j)之差，及所述机械臂雅可比矩阵J，得到所述期望参数和所述实际参数之差到各个所述关节段的角度差的角度映射；

根据所述角度映射更新各个所述关节段的角度，将更新后的各个所述关节段的角度作为当前各个所述关节段的角度重复计算所述实际参数X_(j)直至满足所述设定误差。