[發(fā)明專利]九自由度機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010624276.9
• 申請(qǐng)日: 2010-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102528802A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱登明;謝斌;劉華俊;王兆其
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): B25J9/16
• 分類號(hào): B25J9/16;B25J9/02;B25J13/00
• 代理公司: 北京泛華偉業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇

1.一種機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法，所述機(jī)器人包括有9個(gè)自由度，在所述機(jī)器人的移動(dòng)關(guān)節(jié)有第一自由度，肩關(guān)節(jié)有第二自由度，肘關(guān)節(jié)有第三自由度，腕關(guān)節(jié)有第四自由度，手關(guān)節(jié)有第五、第六、第七自由度，自轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)有第八和第九自由度；該方法包括：

步驟1)、利用用戶提供的所述機(jī)器人的末端手在笛卡兒空間中多個(gè)點(diǎn)上的位置與姿態(tài)的信息，實(shí)現(xiàn)所述機(jī)器人末端手的運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃與姿態(tài)規(guī)劃，得到機(jī)器人末端手在整個(gè)驅(qū)動(dòng)過(guò)程中的位置以及機(jī)器人末端手在整個(gè)驅(qū)動(dòng)過(guò)程中的姿態(tài)；

步驟2)、由步驟1)得到的機(jī)器人末端手的位置信息求解某一時(shí)間點(diǎn)所述機(jī)器人從第一自由度到第六自由度的關(guān)節(jié)空間，由步驟1)得到的機(jī)器人末端手的姿態(tài)信息求解所述時(shí)間點(diǎn)上所述機(jī)器人從第七自由度到第九自由度的關(guān)節(jié)空間；所得到的九個(gè)自由度的關(guān)節(jié)空間用于驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，還包括：

步驟3)、利用步驟2)所得到的所述機(jī)器人在若干個(gè)時(shí)間點(diǎn)上的九個(gè)自由度的關(guān)節(jié)空間信息做仿真，根據(jù)仿真結(jié)果從所述若干個(gè)時(shí)間點(diǎn)上的九個(gè)自由度的關(guān)節(jié)空間信息中選取較佳值作為控制點(diǎn)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，在所述的步驟1)中，所述的運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃包括：

用戶提供的所述機(jī)器人的末端手在笛卡兒空間中多個(gè)點(diǎn)上的位置信息做曲線擬合，得到至少一條運(yùn)動(dòng)軌跡曲線。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，所述的曲線擬合采用B樣條曲線法，或貝塞爾曲線法，或B樣條曲線與貝塞爾曲線結(jié)合的方法。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，在所述的步驟1)中，所述的姿態(tài)規(guī)劃包括：

步驟a)、將笛卡兒空間中兩個(gè)已知姿態(tài)信息的相鄰點(diǎn)分別作為起始位置與目標(biāo)位置，將所述起始位置與目標(biāo)位置的姿態(tài)信息由歐拉角的形式修改為四元數(shù)的形式，分別用Q₁和Q₂表示；

步驟b)、求取所述起始位置與目標(biāo)位置間任意時(shí)刻下的姿態(tài)，即：Q_n＝Q₁+(Q₂-Q₁)×(t_n-t₁)；

步驟c)、將步驟b)求得的姿態(tài)轉(zhuǎn)換回歐拉角形式。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，所述的步驟2)包括：

步驟2-1)、從步驟1)所得到的整個(gè)驅(qū)動(dòng)過(guò)程中的位置信息與姿態(tài)信息中選取若干個(gè)時(shí)間點(diǎn)上的位置信息與姿態(tài)信息；

步驟2-2)、將步驟2-1)所得到的所述若干個(gè)時(shí)間點(diǎn)上的位置信息分別代入梯度投影法的計(jì)算公式，得到該若干個(gè)時(shí)間上各自的所述機(jī)器人從第一自由度到第六自由度的關(guān)節(jié)空間；

步驟2-3)、由步驟2-2)計(jì)算得到的所述機(jī)器人從第一自由度到第六自由度的關(guān)節(jié)空間，以及步驟2-1)所得到的所述若干個(gè)時(shí)間點(diǎn)上的姿態(tài)信息計(jì)算出姿態(tài)的調(diào)整量，由姿態(tài)的調(diào)整量計(jì)算出所述若干個(gè)時(shí)間點(diǎn)上各自的所述機(jī)器人從第七自由度到第九自由度的關(guān)節(jié)空間。