[發明專利]六自由度并聯機器人故障工作空間快速求解方法

有效

• 申請號: 201310287277.2
• 申請日: 2013-07-10
• 公開（公告）號: CN103365249A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 段學超;仇原鷹;保宏;崔傳貞;杜敬利;滿曰剛
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G05B19/406
• 分類號: G05B19/406
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 李罡

1.六自由度并聯機器人故障工作空間快速求解方法，該方法的步驟如下：

(1)?針對帶有制動裝置的線性電動執行器作為驅動支腿的六自由度并聯機器人，根據所采用的線性電動執行器的產品性能確定每條支腿的最短長度值,?，以及線性電動執行器能夠實現的伸長行程值；并聯機器人支腿線性電動執行器發生運動控制故障時，故障支腿的長度變化量變為零，為發生故障的支腿條數；

(2)?采用偽隨機法，隨機產生N組腿長數據；

(3)?將并聯機器人的零位位姿作為并聯機器人位置正解的初始位姿點、作為正解的已知支腿長度，利用最速下降位置正解算法求解運動平臺的位姿；

(4)?將上述的過程（3）重復進行N次，得出N組支腿長度數據對應的運動平臺位姿點，逐點繪圖得到工作空間圖形。

2.根據權利要求1所述的六自由度并聯機器人故障工作空間快速求解方法，其特征在于步驟(2)所述的“采用偽隨機法，隨機產生N組腿長數據”按如下過程進行：

2a）采用偽隨機法，給出6個在0到1之間正態分布的隨機數；

2b）利用2a）中產生的隨機數，構造6維隨機方陣；

2c）計算支腿長度伸長量的6維向量，其中第i個分量為；

2d）利用2b）中產生的隨機方陣，計算支腿長度數據。

3.根據權利要求1所述的六自由度并聯機器人故障工作空間快速求解方法，其特征在于步驟(3)所述的“利用最速下降位置正解算法求解運動平臺的位姿”按如下過程進行：

3a）已知進行正解所已知的支腿長度、零位位姿；

3b）基于已知的位姿進行運動學逆解所得的支腿長度；根據、得到支腿長度差值；

3c）根據并聯機器人的雅可比矩陣計算最速下降方向，即負梯度方向：

如果求得的負梯度方向的二范數小于預設的收斂精度，則所求得的運動平臺位姿；否則，新的位姿返回到步驟3b）重新計算，直到滿足預設的收斂精度；

3d)最終得到并聯機器人位置正解的結果位姿。

4.根據權利要求3所述的六自由度并聯機器人故障工作空間快速求解方法，其特征在于步驟3c)所述的“并聯機器人的雅可比矩陣”按如下過程進行：

4a）根據已知的以及基座平臺六個虎克鉸的中心位置向量,運動平臺六個球鉸的中心位置向量求解出支腿向量

式中為動平臺中心在全局坐標系下的位置矢量，為相對的坐標旋轉變換矩陣

4b）根據支腿向量，求解得到并聯機器人雅可比矩陣為：

式中為第條支腿的單位向量。