[发明专利]平面3R操作臂逆运动学实现方法

摘要

本发明涉及平面3R操作臂逆运动学实现方法，其特征在于，给定大臂、小臂、工装的长度l1、l2、l3和目标点D的位置以及工装在目标点的姿态α，求肩关节O1、肘关节A和腕关节O2的角度θ1、θ2、θ3。在计算肘关节A的坐标和转角θ2时候，归结为圆O1与圆O2相交的问题，采用代数法与几何法相结合、静动坐标系相互转换的方法，在无需判断增根的情况下能够快速计算A点坐标。采用本发明的方法，计算机控制程序代码少，计算量少，运行速度快。

主权项

1.平面3R操作臂逆运动学实现方法，其特征在于：给定大臂、小臂、工装的长度l1、l2、l3和目标点D的位置以及工装在目标点的姿态α，求肩关节O1、肘关节A和腕关节O2的角度θ1、θ2、θ3，具体计算方法包括以下步骤：步骤1：计算腕关节O2的坐标和转角θ3，目标点D的坐标(xD，yD)和工装在目标点D的姿态α是给定的，可以确定腕关节O2的坐标(xO2，yO2)=( xD +l3cosα， yD +l3sinα)，腕关节转角θ3=α+π；步骤2：计算肘关节A的坐标和转角θ2；此问题归结为圆O1(半径l1)与圆O2(半径l2)相交，求得两个交点之一A点坐标(xA，yA)，得到肘关节转角θ2=atan2(yO2‑ yA，xO2‑ xA)；其中atan2为C语言中反正切函数，返回值的单位为弧度，取值范围为(‑π， π];步骤3：计算肩关节的转角θ1；肩关节O1的坐标(xO1，yO1)是已知的，因此肩关节转角θ1=atan2(yA‑ yO1，xA‑ xO1)。