[发明专利]一种两转一移并联机器人姿态规划方法

权利要求书

1.一种两转一移并联机器人姿态规划方法，其特征在于，包括：

S1将并联机器人所要经过的姿态点利用单位四元数进行表示；

S2利用单位四元数球面四边形插值算法对并联机器人所要经过的姿态点进行插值，找到最短运动路径；

S3根据所得最短路径进行运动学逆解得到关节位置曲线，然后进行关键点提取，利用非线性函数曲线经过提取的关键点对关节位置曲线进行拟合，可以得到高阶规划曲线；

S4对拟合的非线性曲线基于最小加加速度累加和进行参数求解，及基于运动学优化最小运动时间。

2.根据权利要求1所述的一种两转一移并联机器人姿态规划方法，其特征在于，S1具体包括：将姿态点利用欧拉角进行直观表达，建立欧拉角与四元数的对应关系，得出单位四元数表示机器人末端姿态的逆运动学方程；将姿态路径点的欧拉角表示为SO³下的单位四元数。

3.根据权利要求2所述的一种两转一移并联机器人姿态规划方法，其特征在于，S2中将利用球面四边形插值算法对单位四元数表示的多姿态点进行插值，得到多个姿态点之间的最短运动路径。

4.根据权利要求3所述的一种两转一移并联机器人姿态规划方法，其特征在于，S3中通过对单位四元数利用球面四边形插值后得到C¹连续的姿态轨迹曲线，将该姿态轨迹曲线利用并联机器人单位四元数逆运动学方程得到关节空间位置曲线；对关节位置曲线进行等比例选取关键点，利用多段多项式函数曲线或样条曲线经过选取的关键点对运动学逆解得到的关节空间位置曲线进行拟合，可以得到高阶轨迹曲线。

5.根据权利要求4所述的一种两转一移并联机器人姿态规划方法，其特征在于，S4中利用分段多项式函数对位置曲线进行拟合需要根据目标求解多项式参数，求解方法为：基于最小加加速度累加和为目标求解参数，将问题建模为一个二次规划模型，运用二次规划求解器进行求解参数。

6.根据权利要求5所述的一种两转一移并联机器人姿态规划方法，其特征在于，运用该姿态规划方法求解参数得到的高阶轨迹曲线不仅满足姿态点之间具有最短运行路径，并满足C³连续；

同时对拟合得到的关节空间位置曲线进行差分算法运算，得到机器人各个关节速度和加速度曲线；

基于并联机器人执行器最大速度及最大加速度运动学性能，对得到的关节空间主动关节参数曲线进行最小时间优化。