[发明专利]一种基于构形平面的冗余机械臂运动控制方法

摘要

本发明涉及机器人技术领域，提供的是一种基于构形平面的冗余机械臂运动控制方法，该方法能够保证冗余机械臂在复杂的工作空间中实现空间避障等多目标条件下的运动控制。本发明包括如下步骤运用动力学对冗余机械臂进行构形平面划分；按照构形平面匹配的方式进行冗余机械臂初规划；对规划的冗余机械臂的每个构形平面进行空间障碍物干涉检测，对产生干涉的构形平面进行重新调整和规划；对调整后的冗余机械臂规划进行关节的速度、加速度的样条曲线平滑处理；对整个运动过程进行动力学校核。本发明结合冗余机械臂的结构特点和工作方式，将构形平面引入到冗余机械臂的运动控制中，该方法能够直观快速实现冗余机械臂的运动控制规划。

主权项

一种运用构形平面进行冗余机械臂运动控制的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：给定冗余机械臂结构参数，运用动力学对冗余机械臂进行构形平面划分；步骤2：按照构形平面匹配的方式进行冗余机械臂初规划，构形平面匹配以加权的空间矢量法进行；步骤3：对规划的冗余机械臂的每个构形平面进行空间障碍物干涉检测，对产生干涉的构形平面进行重新调整和规划；步骤4：对调整后的冗余机械臂规划进行关节的速度、加速度的样条曲线平滑处理；步骤5：对整个运动过程进行动力学校核；所述运用动力学的冗余机械臂的构形平面划分中构形平面内的第一个关节是回转关节，最后一个关节是摆动关节或者移动关节，摇摆关节和移动关节的数量是构形平面中的自由度数目；所述构形平面所在二维平面将三维空间障碍物横切成截图图形，在障碍物区域1外扩距离k，安全避障区域由m线段组成，则第i段线段为：z=(zi-zi-1)(x-xi-1)xi-xi-1+zi-1]]>机器人构形由n段线段组成，则第j段线段为：z=(zj-zj-1)(x-xj-1)xj-xj-1+zj-1;]]>比较两个线段的斜率是否相等，不等则求解两条线段所在直线的交点，在该构形平面中的干涉关节进行重新调整，使干涉关节与安全障碍区域靠近机器人基座一侧的边界线段之间进行判断。