[發(fā)明專利]一種仿人雙臂護(hù)理機(jī)器人控制方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211721627.7
• 申請日: 2022-12-30
• 公開（公告）號: CN115958601A
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳龍;李變紅;黃宛君;湯翔林;周煒
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽恒利增材制造科技有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 北京元本知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11308
• 代理人: 范奇

1.一種仿人雙臂護(hù)理機(jī)器人控制方法，其特征在于，包括：

S1、選擇改進(jìn)D-H建模法對仿人雙臂護(hù)理機(jī)器人進(jìn)行建模分析，得到建模分析結(jié)果；

S2、根據(jù)所述建模分析結(jié)果，建立所述仿人雙臂護(hù)理機(jī)器人的連桿附加坐標(biāo)系，得到所述仿人雙臂護(hù)理機(jī)器人的運動學(xué)連桿參數(shù)；

S3、根據(jù)所述仿人雙臂護(hù)理機(jī)器人的運動學(xué)連桿參數(shù)，得到關(guān)節(jié)的變換矩陣，從而分析所述仿人雙臂護(hù)理機(jī)器人的雙臂各個關(guān)節(jié)與腰關(guān)節(jié)的正運動學(xué)分析結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿人雙臂護(hù)理機(jī)器人控制方法，其特征在于：所述步驟S1中的選擇改進(jìn)D-H建模法對仿人雙臂護(hù)理機(jī)器人進(jìn)行建模分析，得到建模分析結(jié)果包括：

所述仿人雙臂護(hù)理機(jī)器人的機(jī)械臂的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，選擇轉(zhuǎn)動軸的中心線作為關(guān)節(jié)軸線，設(shè)第n個關(guān)節(jié)的軸線為J_n，第n個連桿為C_n，所述仿人雙臂護(hù)理機(jī)器人的雙機(jī)械臂的連桿長度為a_n，連桿扭轉(zhuǎn)角為α_n1；連桿的偏移量為d_n；關(guān)節(jié)扭轉(zhuǎn)角為θ_n，其中，a_n、α_n1、d_n、θ_n四個參數(shù)稱為D-H參數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種仿人雙臂護(hù)理機(jī)器人控制方法，其特征在于：所述步驟S2中的根據(jù)所述建模分析結(jié)果，建立所述仿人雙臂護(hù)理機(jī)器人的連桿附加坐標(biāo)系，得到所述仿人雙臂護(hù)理機(jī)器人的運動學(xué)連桿參數(shù)包括：

S21、設(shè)置所述仿人雙臂護(hù)理機(jī)器人的各個關(guān)節(jié)軸的基礎(chǔ)坐標(biāo)系的原點O_i固定連接在連桿C_i上；

S22、所述連桿C_i的坐標(biāo)系為{J_i}，其中，坐標(biāo)軸Z軸指向關(guān)節(jié)軸的軸線方向，對于直線運動軸，其軸線方向為運動軸方向；

S23、坐標(biāo)系{J_i}的X軸方向與坐標(biāo)系{J_i-1}的Z軸、且與坐標(biāo)系{J_i}的Z軸的公垂線方向一致，建立坐標(biāo)系的Y軸是根據(jù)X軸和Z軸建立，且根據(jù)右手定則確定。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種仿人雙臂護(hù)理機(jī)器人控制方法，其特征在于：所述步驟S3中的根據(jù)所述仿人雙臂護(hù)理機(jī)器人的運動學(xué)連桿參數(shù)，得到關(guān)節(jié)的變換矩陣包括：

使連桿C_i-1的坐標(biāo)系經(jīng)過四次變換，即為兩次旋轉(zhuǎn)變換和兩次平移變換，變換到連桿C_i的坐標(biāo)系。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種仿人雙臂護(hù)理機(jī)器人控制方法，其特征在于，所述四次變換包括：

將連桿C_i-1沿X_i-1軸平移a_i-1，使新的原點位置O_i-1移動到O′_i-1；

以X_i-1軸為旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)α_i-1角度，使新的坐標(biāo)軸Z_i-1與Z_i軸同向；

沿Z_i軸平移d_i，使新的坐標(biāo)系原點O′_i-1移動到O_i；

以Z_i軸為旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)θ_i的角度，使新的X_i-1軸與X_i同向；

通過四次變換構(gòu)成的總變換矩陣建立了雙臂護(hù)理機(jī)器人坐標(biāo)系{J_i}相對于坐標(biāo)系{J_i-1}的變換矩陣為：