[發明專利]一種連續型機器人運動學等效方法及應用

有效

• 申請號: 202010450642.7
• 申請日: 2020-05-25
• 公開（公告）號: CN111695213B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 劉厚德;程淏;王學謙;蘭斌;梁斌
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳國際研究生院
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;B25J9/16
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 孟學英

1.一種連續型機器人運動學等效方法，其特征在于，采用二連桿-四關節等效模型的運動學等效方法使用剛性臂對基于分段常曲率假設的連續型機器人運動學進行等效；

運動學進行等效包括如下步驟：

S1：將基于分段常曲率假設的連續型機器人分為多個常曲率段，獲取每個所述常曲率段的長度并區分每個所述常曲率段；

S2：對每個所述常曲率段，根據各個所述常曲率段的長度使用剛性臂進行等效；每個所述常曲率段等效為由四個轉動關節連接的兩個剛性連桿，并通過參數約束在誤差范圍內進行等效；

S3：整合各個所述常曲率段的等效參數，列寫所述基于分段常曲率假設的連續型機器人的等效D-H參數，得到等效模型的運動學等效方法。

2.如權利要求1所述的連續型機器人運動學等效方法，其特征在于，各個所述常曲率段的長度為定值。

3.如權利要求1所述的連續型機器人運動學等效方法，其特征在于，所述參數包括所述常曲率段的軸向偏轉角與偏轉輔助角之間的幾何關系。

4.如權利要求3所述的連續型機器人運動學等效方法，其特征在于，所述等效包括：短桿-長桿等效、長桿-短桿等效；

根據所述短桿-長桿等效獲得所述常曲率段的軸向偏轉角與偏轉輔助角之間的幾何關系。

5.如權利要求4所述的連續型機器人運動學等效方法，其特征在于，所述所述常曲率段的軸向偏轉角與偏轉輔助角之間的幾何關系滿足：

；

進一步化簡得到：

；

其中，θ是常曲率段的軸向偏轉角，φ是常曲率段的偏轉輔助角，L是常曲率段的長度。

6.?如權利要求5所述的連續型機器人運動學等效方法，其特征在于，根據長桿-短桿等效方法，得到等效參數為：所述常曲率段的構型參數狀態變量軸向偏轉角θ、軸向旋轉角ψ，等效長桿長度l₁?=3/4L?,?等效短桿長度l₂=1/4L,?等效第一偏轉角θ-φ,?等效第二偏轉角即偏轉輔助角φ。

7.如權利要求1-6任一所述的連續型機器人運動學等效方法，其特征在于，還包括：

S4：評估所述等效模型的運動學等效方法。

8.一種連續型機器人運動學等效方法的應用，采用如權利要求1-7任一所述的連續型機器人運動學等效方法。