[发明专利]用于六自由度的工业机器人的逆运动学求解方法

摘要

本发明提出了一种用于六自由度的工业机器人的逆运动学求解方法，包括：建立连杆坐标系，其中，所述连杆坐标系包括：X‑Z轴平面，所述工业机器人的六个关节对应坐标系和所述工业机器人末端执行器的坐标系；在所述连杆坐标系基础上，根据所述工业机器人的六个关节之间的结构几何参数计算欧拉角变换矩阵；利用所述欧拉叫变换矩阵，按照预设顺序依次求解所述工业机器人的六个关节的旋转轴转动角度；根据所述六个关节的旋转轴转动角度对应的八个求解结果，解离上一关节空间所处位置对应的各个关节旋转轴角度差值范数总和，依据范数综合最小原则选择最优解。本发明具有求解精度高、求解速度快、求解过程更加简单易懂，计算量小的特点。

主权项

1.一种用于六自由度的工业机器人的逆运动学求解方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1，建立连杆坐标系，其中，所述连杆坐标系包括：X‑Z轴平面，所述工业机器人的六个关节对应坐标系和所述工业机器人末端执行器的坐标系；步骤S2，在所述连杆坐标系基础上，根据所述工业机器人的六个关节之间的结构几何参数计算欧拉角变换矩阵；步骤S3，利用所述欧拉角变换矩阵，按照预设顺序依次求解所述工业机器人的六个关节的旋转轴转动角度，包括：第一步，分析该机器人几何结构及投影关系，求解逆运动学解的第一关节的旋转轴转动角度θ₁，根据几何对称特性，θ₁有两个解，分别对应工业机器人领域中的“左肩”，“右肩”；第二步，求解逆运动学解的第五关节的旋转轴转动角度θ₅，θ₅有两个解，分别对应工业机器人领域中的“腕上”，“腕下”；第三步，求解逆运动学解的第六关节的旋转轴转动角度θ₆，第四步，求解逆运动学解的第二关节和第三关节的旋转轴转动角度θ₃及θ₂，θ₃有两个解，分别对应工业机器人领域中的“上肘”，“下肘”，根据正弦定理，可以得到以下关系式：根据关节二转动角度θ₂＝η‑β关系式，求解得到第五步，求解逆运动学解的第四关节的旋转轴转动角度θ₄，其中r₃₂,r₂₂为欧拉角变换法求出的旋转矩阵R对应的两项；步骤S4，根据所述六个关节的旋转轴转动角度对应的八个求解结果，解离上一关节空间所处位置对应的各个关节旋转轴角度差值范数总和，依据范数综合最小原则选择最优解。