[發明專利]六自由度并聯機器人運動分析建模及快速求解方法

有效

• 申請號: 201911050959.5
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN110815180B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 欒飛;馬軍;孔玲琪;李騰;劉佳;李曉丹
• 申請（專利權）人: 武漢華中航空測控技術有限公司
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J9/02;B25J17/02
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 燕肇琪

1.六自由度并聯機器人運動分析建模及快速求解方法，其特征在于，六自由度機械平臺是由六根帶線性執行器的支桿、上下兩個平臺以及上下各六只轉向裝置組成，下平臺固定在基礎設施上，通過六根支桿的伸縮運動控制上平臺在空間六個自由度運動，該機械平臺具有并聯結構，即六個驅動器共同作用于一個平臺，具體包括如下步驟：

運動學建模與求解；

運動控制；

其中，運動學建模與求解包括：移動坐標變換、旋轉坐標變換、復合姿態；運動控制包括建立機械系統模型，根據建立的模型，計算數值模擬結果，最終實現六自由度并聯機器人的更優控制；

所述移動坐標變換中當上下兩個平臺之間的高度不變，已知移動的中心點求桿長，具體如下：

建系：以固定在基礎設施上的下平臺的中心為原點，所在面為XOY面，由右手定則Z軸向上，設定兩個距離近的轉向裝置之間的夾角為θ_A，下平臺的半徑為R，上平臺的半徑為r；

對于下平臺的6個坐標點的空間坐標分別為：

A₁(R,0,0)，

A₂(R?cosθ_A,-R?sinθ_A,0)，

假定上下兩個平臺之間的高度為h，設定上下平臺連接的兩個轉向裝置夾角為30°，對于上面的平臺的6個坐標點的空間坐標分別為：

B₁(0,-r,h)，

B₂(r?sinθ_B,-r?cosθ_B,h)，

當h不變及下平臺固定時，下平臺固定中心坐標為O_A(0,0,0)，上平臺原中心坐標為O_B(0,0,h)，上平臺水平向任意方向移動，假設移至空間坐標點O₁(x₀,y₀,h)，則

其中，方向向量已知，且移動距離為已知，則

且平移方向的夾角為

對于上下平臺俯視圖中上平臺中坐標點B1點，設B′₁(x₁,y₁,h)，則

x₁＝0+S?sinφ，y₁＝-r+S?cosφ，h不變；

則

B′₁(x₁,y₁,h)＝B′₁(S?sinφ,-r+S?cosφ,h)

同理得

B'₂(x₂,y₂,h)＝B'₂(rsinθ_B+S?sinφ,-r?cosθ_B+S?cosφ,h)

各桿長的距離公式為：

2.根據權利要求1所述的六自由度并聯機器人運動分析建模及快速求解方法，其特征在于，所述線性執行器為伺服電動缸或液壓缸、氣缸中的一種。

3.根據權利要求1所述的六自由度并聯機器人運動分析建模及快速求解方法，其特征在于，所述轉向裝置為萬向節或球面副。