[发明专利]连续在轨运动的主体和分离体轨迹捕获实验运动分配方法

权利要求书

1.连续在轨运动的主体和分离体轨迹捕获实验运动分配方法，其特征在于，所述的运动分配方法使用的解耦机构包括串联或并联的主体机构和分离体机构；

所述的主体机构具有六个自由度，分别由串联的六部分机构来控制，包括主体X向直线移动机构、主体Y向直线移动机构、主体Z向直线移动机构、主体α俯仰转动机构、主体β偏航转动机构和主体γ滚转机构；主体X向直线移动机构、主体Z向直线移动机构、主体Y向直线移动机构均由电机与丝杠配合驱动，主体α俯仰转动机构、主体β偏航转动机构通过电机与直线变圆弧机构实现，主体γ滚转机构由滚转电机配合减速器驱动；主体模型固定在主体机构执行末端的主体支杆上，主体模型的质心位于主体机构的解耦点，主体机构状态为主体解耦机构状态；

所述的分离体机构具有六个自由度，分别由串联的六部分机构来控制，包括分离体X向直线移动机构、分离体Y向直线移动机构、分离体Z向直线移动机构、分离体α俯仰转动机构、分离体β偏航转动机构和分离体γ滚转机构；分离体X向直线移动机构、分离体Z向直线移动机构、分离体Y向直线移动机构均由电机与丝杠配合驱动，分离体α俯仰转动机构、分离体β偏航转动机构通过电机与直线变圆弧机构实现，分离体γ滚转机构由滚转电机配合减速器驱动；分离体模型固定在分离体机构执行末端的分离体支杆上，分离体模型的质心位于分离体机构的解耦点，分离体机构状态为分离体解耦机构状态；

所述的运动分配方法包括以下步骤：

a.采集主体模型和分离体模型当前时刻的当前位姿；

主体模型当前位姿A_Zo＝(x_Zo，y_Zo，z_Zo，α_Zo，β_Zo，θ_Zo)，分离体模型当前位姿A_Fo＝(x_Fo，y_Fo，z_Fo，α_Fo，β_Fo，θ_Fo)；

b.通过当前时刻的当前位姿的主体模型和分离体模型的气动力数据，计算主体模型和分离体模型下一时间步长的理论位姿；

主体模型理论位姿A_Zn＝(x_Zn，y_Zn，z_Zn，α_Zn，β_Zn，θ_Zn)，分离体模型理论位姿A_Fn＝(x_Fn，y_Fn，z_Fn，α_Fn，β_Fn，θ_Fn)；

c.从当前位姿到达理论位姿，主体机构的三个角度自由度机构的运动角度分别为α_Zn-α_Z0，β_Zn-β_Z0，θ_Zn-θ_Z0；分离体机构的三个角度自由度机构的运动角度分别为α_Fn-α_F0，β_Fn-β_F0，θ_Fn-θ_F0；

d.计算当前位姿和理论位姿状态下，主体模型和分离体模型的X向、Y向、Z向相对距离和相对距离变动量；

X向，主体模型当前位姿和分离体模型当前位姿相对距离x_Fo-x_Zo、主体模型理论位姿和分离体模型理论位姿相对距离x_Fn-x_Zn，相对距离变动量Sx＝x_Fn-x_Zn-x_Fo+x_Zo；

Y向，主体模型当前位姿和分离体模型当前位姿相对距离y_Fo-y_Zo、主体模型理论位姿和分离体模型理论位姿相对距离y_Fn-y_Zn，相对距离变动量Sy＝y_Fn-y_Zn-y_Fo+y_Zo；

Z向，主体模型当前位姿和分离体模型当前位姿相对距离z_Fo-z_Zo、主体模型理论位姿和分离体模型理论位姿相对距离z_Fn-z_Zn，相对距离变动量Sz＝z_Fn-z_Zn-z_Fo+z_Zo；

e.计算主体模型当前位姿和分离体模型当前位姿在X向、Y向、Z向的负端余量和正端余量；

将主体机构的X向、Y向、Z向的运动行程分别表示为[x_Zmin，x_Zmax]、[y_Zmin，y_Zmax]、[z_Zmin，z_Zmax]，则主体机构X向、Y向、Z向的负端余量分别为x_Zo-x_Zmin、y_Zo-y_Zmin、z_Zo-z_Zmin，正端余量分别为x_Zmax-x_Zo、y_Zmax-y_Zo、z_Zmax-z_Zo；

将分离体机构的X向、Y向、Z向的运动行程分别表示为[x_Fmin，x_Fmax]、[y_Fmin，y_Fmax]、[z_Fmin，z_Fmax]，则分离体机构X向、Y向、Z向的负端余量分别为x_Fo-x_Fmin、y_Fo-y_Fmin、z_Fo-z_Fmin，正端余量分别为x_Fmax-x_Fo、y_Fmax-y_Fo、z_Fmax-z_Fo；

f.按行程余量比重分配主体机构和分离体机构的运动；

主体机构的X向运动量为S_x*(x_Zo-x_Zmin)/(x_Zmin-x_Zmax)，数值为正，则运行方向为主体机构的X向正向，否则为主体机构的X向负向；

主体机构的Y向运动量为S_y*(y_Zo-y_Zmin)/(y_Zmin-y_Zmax)，数值为正，则运行方向为主体机构的Y向正向，否则为主体机构的Y向负向；

主体机构的Z向运动量为S_z*(z_Zo-z_Zmin)/(z_Zmin-z_Zmax)，数值为正，则运行方向为主体机构的Z向正向，否则为主体机构的Z向负向；

分离体机构的X向运动量为S_x*(x_Fo-x_Fmin)/(x_Fmin-x_Fmax)，数值为正，则运行方向为分离体机构的X向正向，否则为分离体机构的X向负向；

分离体机构的Y向运动量为S_y*(y_Fo-y_Fmin)/(y_Fmin-y_Fmax)，数值为正，则运行方向为分离体机构的Y向正向，否则为分离体机构的Y向负向；

分离体机构的Z向运动量为S_z*(z_Fo-z_Fmin)/(z_Fmin-z_Fmax)，数值为正，则运行方向为分离体机构的Z向正向，否则为分离体机构的Z向负向；

g.控制主体机构和分离体机构分别完成步骤c的角度运动和步骤f的X向、Y向、Z向运动，到达下一时间步长的主体模型理论位姿和分离体模型理论位姿。