[發(fā)明專利]一種冗余度機械臂加速度層運動規(guī)劃的初始化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510843147.1
• 申請日: 2015-11-26
• 公開（公告）號: CN105598984B
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭東生;聶卓赟;晏來成;金福江
• 申請（專利權(quán)）人: 華僑大學(xué)
• 主分類號: B25J13/00
• 分類號: B25J13/00;B25J9/16;G06F19/00
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務(wù)所有限公司35204
• 代理人: 張松亭

1.一種冗余度機械臂加速度層運動規(guī)劃的初始化方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)啟動機械臂控制器，將冗余度機械臂調(diào)節(jié)到其極限位置，具體操作是依次驅(qū)動機械臂各個關(guān)節(jié)的電機使其最終達(dá)到各自的極限位置；

2)將步驟1)的極限位置作為起始值，并設(shè)定機械臂任務(wù)執(zhí)行位置作為終止值，建立基于二次型優(yōu)化描述的加速度層位置調(diào)整方案，所述的調(diào)整方案受約束于關(guān)節(jié)角度極限、關(guān)節(jié)速度極限和關(guān)節(jié)加速度極限；對于擁有n自由度的機械臂而言，加速度層位置調(diào)整方案設(shè)計為：

最小化

其中，設(shè)計參數(shù)γ＞0∈R，上標(biāo)^T表示矩陣或向量的轉(zhuǎn)置；θ∈Rⁿ表示關(guān)節(jié)角度，表示關(guān)節(jié)速度，表示關(guān)節(jié)加速度；θ_d∈Rⁿ為機械臂任務(wù)執(zhí)行初始位置；

加速度層位置調(diào)整方案受約束于：

θ-≤θ≤θ+,θ·-≤θ·≤θ·+,θ··-≤θ··≤θ··+;]]>

其中，θ^±∈Rⁿ、和分別表示關(guān)節(jié)角度極限、關(guān)節(jié)速度極限和關(guān)節(jié)加速度極限；

3)將步驟2)的加速度層位置調(diào)整方案利用數(shù)值算法進(jìn)行求解；

4)下位機控制器根據(jù)步驟3)的求解結(jié)果，驅(qū)動機械臂使其由極限位置轉(zhuǎn)動到任務(wù)執(zhí)行位置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冗余度機械臂加速度層運動規(guī)劃的初始化方法，其特征在于：步驟2)中，將機械臂的關(guān)節(jié)極限轉(zhuǎn)化為在加速度層上描述的雙端約束，具體操作是利用約束轉(zhuǎn)換方法將θ^-≤θ≤θ⁺，和轉(zhuǎn)化描述為一個基于關(guān)節(jié)加速度的雙端約束，即，其中η^-∈Rⁿ和η⁺∈Rⁿ的第i個元素分別定義為和關(guān)節(jié)極限轉(zhuǎn)換參數(shù)k₁＞0∈R和k₂＞0∈R，關(guān)節(jié)極限轉(zhuǎn)換裕量

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冗余度機械臂加速度層運動規(guī)劃的初始化方法，其特征在于：步驟3)中，通過數(shù)值算法對加速度層位置調(diào)整方案進(jìn)行求解，具體操作是將所述加速度層位置調(diào)整方案進(jìn)一步變換為分段線性投影方程，從而構(gòu)造相應(yīng)的數(shù)值算法進(jìn)行求解。