[發(fā)明專利]一種空間組合機械臂的快速自碰撞檢測方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010323620.4
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN111546376A
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設計）人: 蔣再男;梁孟德
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: B25J19/00
• 分類號: B25J19/00
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 劉景祥

1.一種空間組合機械臂的快速自碰撞檢測方法，其特征是：包括以下步驟：

步驟1：采用球體與膠囊體結合的包圍盒方法對組合機械臂進行球體和膠囊體包圍盒的模型包絡，所述組合機械臂由核心艙機械臂和實驗艙機械臂組合，并對包絡模型進行數(shù)據(jù)采集；

步驟2：根據(jù)組合機械臂實際任務給定組合機械臂所需參數(shù)；

步驟3：根據(jù)各關節(jié)角度，進行正運動學變換，得到組合機械臂新的位姿，實現(xiàn)快速自身碰撞檢測。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種空間組合機械臂的快速自碰撞檢測方法，其特征是：所述步驟1具體為：

采用球體與膠囊體結合的包圍盒方法對組合機械臂進行球體和膠囊體包圍盒的模型包絡，并對包絡模型進行數(shù)據(jù)采集并實時更新，所述組合機械臂包括末端執(zhí)行器、關節(jié)延長件、各關節(jié)、臂桿、肘部相機、中央控制器和關節(jié)連接件，采用膠囊體包絡臂桿，除臂桿外部件采用球體包絡。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種空間組合機械臂的快速自碰撞檢測方法，其特征是：所述步驟2具體為：

根據(jù)組合機械臂實際任務給定組合機械臂所需參數(shù)，核心艙機械臂的末端負載為實驗艙機械臂，給定核心艙機械臂的信息，為組合機械臂各桿件長度、各關節(jié)角度、基座適配器編號和肩部適配器編號信息；給定實驗艙機械臂各桿件長度、各關節(jié)角度、末端負載狀態(tài)，基座適配器編號和肩部適配器編號實現(xiàn)快速自身碰撞檢測做準備。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種空間組合機械臂的快速自碰撞檢測方法，其特征是：所述步驟3具體為：

根據(jù)核心艙機械臂的各關節(jié)角度和實驗艙機械臂各關節(jié)角度，進行正運動學變換，得到組合機械臂新的位姿，并以球體和膠囊體的模型數(shù)據(jù)更新，檢測到碰撞后根據(jù)球體和膠囊體包絡算法，計算組合機械臂自身部件之間的最短距離，以及距離最短的部件編號。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種空間組合機械臂的快速自碰撞檢測方法，其特征是：球體與球體的相交測試轉化為求解兩個球體的之間的距離，當球體間距離大于兩個球體的半徑和時，則不會發(fā)生碰撞，否則發(fā)生碰撞；

球體與膠囊體的相交測試轉化為求解球心與膠囊體的軸線之間的最近距離，當軸線間距離大于球體和膠囊體半徑和時，則不會發(fā)生碰撞，否則發(fā)生碰撞；

膠囊體與膠囊體的相交測試轉化為求解兩個膠囊體的軸線之間的最近距離，當膠囊體間距離大于兩個膠囊體的半徑和時，則不會發(fā)生碰撞，否則發(fā)生碰撞。