[發明專利]一種混聯機器人工作空間的求解方法

有效

• 申請號: 201810591963.1
• 申請日: 2018-06-11
• 公開（公告）號: CN108687774B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 張付祥;劉再
• 申請（專利權）人: 河北科技大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種混聯機器人工作空間的求解方法，用于求解由3T0R并聯機構串接二自由度旋轉串聯機構構成的3T2R混聯機器人的工作空間，其特征在于該方法步驟如下：

第1步，建立3T2R混聯機構運動學坐標系模型圖，定義3T0R并聯機構靜平臺坐標系O₀-X₀Y₀Z₀，動平臺坐標系O₁-X₁Y₁Z₁，串聯機構第一關節坐標系O₂-X₂Y₂Z₂，第二關節坐標系O₃-X₃Y₃Z₃；

第2步，求解3T0R并聯機構的位置反解，即通過幾何關系得到并聯機構的單支鏈約束方程，將其改寫成關于并聯機構輸入角的方程，并得到該方程有解的判別式；

第3步，利用隨機函數RAND(j)（j=1,2,…,N）產生N個0-1之間的隨機值，由此產生隨機步長(q_maxi-q_mini)RAND(j)，得到空間坐標的偽隨機值為：

式中，q_maxi、q_mini表示3T0R并聯機構工作空間內坐標值(x_i,y_i,z_i)的上、下限，i=1,2,…,N；

第4步，以大于機器人工作空間的立方體為搜索范圍，將該立方體中的坐標使用RAND函數隨機取出，若該坐標經過計算后得到的判別式大于等于0，則保留該坐標，認為該點屬于工作空間內；

第5步，以3T0R并聯機構動平臺坐標系作為串聯機構基坐標系，并確定串聯機構的D-H參數，根據坐標變換矩陣得到串聯機構末端正運動學方程，進而求得串聯機構運動學正解，根據第4步求得的并聯機構位置正解即工作空間內點的坐標及串聯機構位置正解可得到混聯機構的位置正解；

第6步，利用隨機函數RAND(j)（j=1,2,…,N）產生N個0-1之間的隨機值，由此產生隨機步長(k_maxi-k_mini)RAND(j)，得到串聯機構機械臂關節變量的偽隨機值為：

k_i=k_mini+(k_maxi-k_mini)RAND(j)

式中，k_maxi、k_mini表示串聯機構關節變量k_i的上、下限，i=1,2,…,N；

第7步，將N個關節變量隨機值組合及并聯機構工作空間點的坐標集代入混聯機構位置正解中，得到末端的坐標值，并將其對應的x坐標、y坐標、z坐標用描點的方式顯示出來，即為3T2R混聯機構工作空間點集的云圖。