[发明专利]一种冗余型机械手自主自适应轨迹规划方法

权利要求书

1.一种冗余型机械手自主自适应轨迹规划方法，其特征在于：包括如下步骤：

S101：基于代数几何法建立冗余型机械手的运动学模型，根据运动学模型得到冗余型机械手的结构参数和工作空间；根据冗余型机械手的结构参数和工作空间，对末端执行器进行路径规划；

S102：依据冗余型机械手路径规划结果和任务需求，设置相应的伪吸引子和时间约束，建立冲击最优化轨迹问题的目标函数，选取若干轨迹点作为参数输入径向基神经网络，由径向基神经网络输出轨迹散点；

S103：基于分段7次多项式插补算法拟合径向基神经网络输出的轨迹散点；

S104：求解逆运动学方程获得关节空间轨迹；将轨迹参数导入基于VTK的可视化验证系统，验证轨迹的合理性。

2.根据权利要求1所述的冗余型机械手自主自适应轨迹规划方法，其特征在于：所述结构参数和工作空间获取包括如下步骤：

S1011：根据冗余型机械手结构建立笛卡尔空间坐标系；

S1012：构建的冗余型机械手在坐标系中的正运动学模型，所述正运动学模型公式如下所示；

y＝-l₂sinr₂-(d₄-l₃)sin(r₂+r₃)-l₅sin(r₂+r₃+r₅)

z＝d₀+d₁+l₂cosr₂+(d₄-l₃)cos(r₂+r₃)+l₅cos(r₂+r₃+r₅)

r₂+r₃+r₅+r₆＝π

-l₂sinr₂+l₃sin(r₂+r₃)＝0；

式中：y为末端执行器参考点y方向位移；l₂为送进摆臂的长度，r₂为送进摆臂与下滑板之间的夹角；d₄为伸缩滑板和伸缩摆臂的总长度；l₃为伸缩摆臂的长度；r₃为伸缩滑板与送进摆臂延长线之间的夹角；l₅为送料臂的长度；r₅为送料臂与伸缩滑板延长线之间的夹角；z为末端执行器参考点z方向位移；d₀为下滑板的初始位置；d₁为下滑板相对于初始位置的位移；r₆为末端执行器与坐标系Z方向的夹角；

S1013：针对正运动学模型公式进行逆运动学分析，得到冗余型机械手的结构参数和工作空间如下所示：

r₂＝arcsin((y-l₅sin(π-r₆))/((d₄-l₃)l₂/l₃+l₂))

r₃＝π-arcsin(l₂sinr₂/l₃)-r₂

r₅＝π-(r₂+r₃+r₆)

d₁＝z-(l₂cosr₂+(d₄-l₃)cos(r₂+r₃)+l₅cos(r₂+r₃+r₆)+d₀)。