CN107685330A - 一种六自由度手腕偏置串联机器人的运动学逆解求解方法 - Google Patents

一种六自由度手腕偏置串联机器人的运动学逆解求解方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107685330A
CN107685330A CN201710969628.6A CN201710969628A CN107685330A CN 107685330 A CN107685330 A CN 107685330A CN 201710969628 A CN201710969628 A CN 201710969628A CN 107685330 A CN107685330 A CN 107685330A
Authority
CN
China
Prior art keywords
msub
mtd
degree
mrow
coordinate system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710969628.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107685330B (zh
Inventor
周星
陈统书
黄石峰
陈思敏
杨林
邓旭高
杨海滨
王群
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Foshan Intelligent Equipment Technology Research Institute
Foshan Huashu Robot Co Ltd
Original Assignee
Foshan Intelligent Equipment Technology Research Institute
Foshan Huashu Robot Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Foshan Intelligent Equipment Technology Research Institute, Foshan Huashu Robot Co Ltd filed Critical Foshan Intelligent Equipment Technology Research Institute
Priority to CN201710969628.6A priority Critical patent/CN107685330B/zh
Priority to US15/893,067 priority patent/US10682758B2/en
Publication of CN107685330A publication Critical patent/CN107685330A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107685330B publication Critical patent/CN107685330B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1602—Programme controls characterised by the control system, structure, architecture
    • B25J9/1607—Calculation of inertia, jacobian matrixes and inverses
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G06F17/16—Matrix or vector computation, e.g. matrix-matrix or matrix-vector multiplication, matrix factorization
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/39—Robotics, robotics to robotics hand
    • G05B2219/39028—Relative to base calibrated 6-DOF device, cmm connected between wrist and base
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/39—Robotics, robotics to robotics hand
    • G05B2219/39062—Calculate, jacobian matrix estimator
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/39—Robotics, robotics to robotics hand
    • G05B2219/39417—6-DOF
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S901/00—Robots
    • Y10S901/02—Arm motion controller

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Abstract

本发明公开了一种六自由度手腕偏置串联机器人的运动学逆解求解方法，所述方法是利用六自由度手腕无偏置串联机器人的运动学逆解的解析解作为六自由度手腕偏置串联机器人的运动学逆解近似解和迭代出发点，通过不断迭代逼近，求得满足精度的六自由度手腕偏置串联机器人运动学逆解数值解，收敛速度快，相比传统求解方法的计算量少，减少了机器人控制器的运算量，提高实时性。

Description

一种六自由度手腕偏置串联机器人的运动学逆解求解方法
技术领域
本发明涉及一种机器人的运动学逆解求解方法，具体来说是一种六自由度手腕偏置串联机器人的运动学逆解求解方法。
背景技术
机器人的逆运动学是其轨迹规划和控制等方面的前提和基础。一般情况下，六自由度串联机器人要获得解析解，通常要采用无偏置手腕，但它无法实现中间关节360度旋转、结构强度偏低。因此在实际生产过程中通常采用六自由度手腕偏置机器人替代，但限于目前的数学工具，上述运动学逆解通常没有解析解，只有数值解。现有针对六自由度手腕偏置机器人运动学逆解的求解算法，是利用几何法和代数消元法，以及禁忌搜索法或爬山法优化方法，但上述算法所需的计算量大，对机器人控制器造成较大负担，实时性较差。
发明内容
为解决上述问题，本发明在于提供一种六自由度手腕偏置串联机器人的运动学逆解求解方法，能够快速求得运动学逆解数值解，能够减小机器人控制器计算量，提高实时性。
本发明解决其问题所采用的技术方案是：
提供一种用于计算六自由度手腕偏置串联机器人的运动学逆解的算法，包括以下步骤：
A.将六自由度手腕偏置串联机器人末端坐标系的位姿当作六自由度手腕无偏置串联机器人末端坐标系的位姿，求得六自由度手腕无偏置串联机器人运动学逆解的解析解θ′1～θ′6；
B.将解析解θ1′～θ6′作为所述六自由度手腕偏置串联机器人的运动学逆解的近似解和迭代法计算的出发点，由六自由度手腕偏置串联机器人的运动学正解求解公式，求得末端坐标系的近似位姿；
C.计算得到末端坐标系期望位姿相对于末端坐标系近似位姿的位姿增量为dX，利用dX计算末端位姿综合误差为e；
D.判断综合误差e是否在合理误差范围内，如果是，则停止迭代，将返回此时的关节变量数值作为六自由度手腕偏置串联机器人运动学逆解的迭代数值解；如果否，则利用六自由度手腕偏置串联机器人的雅可比矩阵求得关节变量θ′，并将新的关节变量θ′代入步骤B及步骤C，进行迭代计算，直到满足合理误差范围或者达到最大迭代次数，返回此时的关节变量数值作为六自由度手腕偏置串联机器人运动学逆解的迭代数值解。
进一步，在所述步骤A之前，以六自由度手腕无偏置串联机器人的关节1旋转轴与关节2旋转轴交点为原点，关节1旋转轴所在直线为坐标系Z轴,关节2旋转轴所在直线为坐标系Y轴，建立基座坐标系；从基座往机器人末端方向，根据六个自由度依次建立6个坐标系，分别为坐标系{0}～坐标系{6}，其中坐标系{0}即所述基座坐标系{0}，坐标系{6}即末端坐标系{6}。
进一步，所述步骤A包括如下步骤：
A1.设所述六自由度手腕偏置串联机器人的末端坐标系{6}原点的期望位置为(Xd,Yd,Zd)，末端坐标系{6}的期望姿态矩阵为 RXYZ(αd,βd,γd)，参考系为基座坐标系{0}。将六自由度手腕偏置串联机器人末端坐标系的位姿当作六自由度手腕无偏置串联机器人末端坐标系的位姿，利用六自由度手腕无偏置串联机器人的运动学逆解求解方法，求解六自由度手腕无偏置串联机器人运动学逆解的解析解θ1′～θ6′。先计算运动学逆解的前三个角度θ1′、θ2′和θ3′：由于无偏置手腕满足Pieper准则，并根据坐标系齐次变换矩阵，求得：
其中
解上述方程组可求得θ1′、θ2′和θ3′的解析解，
其中为无偏置手腕末端位置点的向量表达式，a2为坐标系{2}Z轴与坐标系{3}Z轴在坐标系{2}X轴方向的距离， d2为为坐标系{1}X轴与坐标系{2}X轴在坐标系{2}Z轴方向的距离，d3为坐标系{2}X轴与坐标系{3}X轴在坐标系{3}Z轴方向的距离，d4为坐标系{3}X轴与坐标系{4}X轴在坐标系{4}Z 轴方向的距离；
A2.通过欧拉角XYZ(αd,βd,γd)变换矩阵RXYZ(αd,βd,γd)求得六自由度手腕无偏置串联机器人运动学逆解的后三个角度θ4′、θ5′和θ6′：
其中为坐标系{4}相对于基座坐标系{0}的旋转矩阵，为坐标系{6}相对于坐标系{4}的旋转矩阵，为坐标系{6}经过后三个旋转轴旋转得到的旋转矩阵；
通过计算上式得到的矩阵表达式，当
cosθ5′≠0时，可得θ4′、θ5′和θ6′的解析式。
进一步，所述步骤B包括如下步骤：
B1.由步骤A所得的六自由度手腕偏置串联机器人运动学逆解的解析解θ1′～θ6′，作为六自由度手腕偏置串联机器人运动学逆解的近似解和迭代出发点；根据六自由度手腕偏置串联机器人运动学正解的矩阵表达公式：
式中欧拉角
通过求解上式，求得末端坐标系{6}原点的近似位置 (Xc,Yc,Zc)和末端坐标系{6}近似姿态矩阵RXYZ(αc,βc,γc)。
进一步，所述步骤C包括如下步骤：
C1.根据末端坐标系{6}原点的期望位置(Xd,Yd,Zd)和末端坐标系 {6}原点的近似位置(Xc,Yc,Zc)，求得末端坐标系{6}原点的位置增量为dP。
C2.根据末端坐标系{6}期望姿态矩阵RXYZ(αd,βd,γd)和末端坐标系{6}近似姿态矩阵RXYZ(αc,βc,γc)之间的旋转关系，求得末端坐标系{6}姿态旋转增量为dAng。
C3.用笛卡尔空间的微分运动dX表示末端坐标系原点的位置增量 dP和末端坐标系姿态的旋转增量dAng，表示为并定义末端位姿综合误差为e＝‖dP‖2+‖dAng‖2。
进一步，所述步骤D包括如下步骤：
D1.由上述步骤C计算综合误差e是否在合理误差范围内，如果是，则停止迭代，将返回此时的关节变量数值作为六自由度手腕偏置串联机器人运动学逆解的迭代数值解；如果否，进行步骤 D2。
D2.利用六自由度手腕偏置串联机器人的雅可比矩阵J，通过 dX＝Jdθ，计算dθ为：
dθ＝J-1dX
求得关节变量θ′＝θ′+dθ，并将新的关节变量θ′代入步骤B1 进行迭代计算，直到e满足合理误差范围或者达到最大迭代次数，返回此时的关节变量数值作为六自由度手腕偏置串联机器人运动学逆解的迭代数值解。
本发明的有益效果是：本算法巧妙利用六自由度手腕无偏置串联机器人的运动学逆解的解析解作为六自由度手腕偏置串联机器人的运动学逆解近似解，求得近似位姿，对比近似位姿和期望位姿之间的误差，利用等效轴角来表述末端近似位姿与期望位姿之间的姿态旋转增量和雅可比矩阵J，求得关节变量增量dθ′，从而求得新的迭代点，通过六自由度手腕偏置串联机器人运动学正解求解公式迭代计算，不断地更新迭代点，最后获得满足实际精度需求的运动学逆解数值解。本算法计算量较小，收敛速度更快,效率更高,对于机器人控制器来说负担较小，能提高响应速度，实时性更好。
本算法在选择迭代法的初始点时，在六自由度手腕无偏置串联机器人运动学逆解的基础上，有针对性地将迭代初始点选择在六自由度手腕偏置串联机器人运动学逆解期望数值解的附近，这样做的好处，其一，能够在很大程度保证，迭代收敛于附近的期望数值解，因此有效避免了收敛于其它不合理的运动学逆解；其二，本算法计算量少，迭代收敛的速度快，效率高，对机器人控制器来说运算负担少，实时运算响应快，能够提高生产效率。其三，无论是附图中的手腕侧偏机器人，还是其它不满足Pieper准则的六自由度串联机器人，利用对应的六自由度手腕无偏置串联机器人运动学逆解作为迭代初始点，对求解六自由度手腕偏置串联机器人运动学逆解数值解均有上述优点。因此本算法，也可用于求解其它手腕偏置类型的六自由度串联机器人的运动学逆解数值解。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明涉及的一种六自由度手腕偏置串联机器人的正视图；
图2是本发明涉及的一种六自由度手腕偏置串联机器人的侧视图；
图3是本发明按照涉及的一种六自由度手腕偏置串联机器人建立的空间坐标系示意图；
图4是本发明的算法流程图。
具体实施方式
参照图1和2所示，本发明参考的一种六自由度手腕偏置串联机器人，包括基座1、连接在基座上的第一关节2、连接第一连杆4和基座1的第二关节3、第一连杆4、连接第一连杆4和第二连杆6的第三关节5、连接在第二连杆6上的第四关节7、连接第二连杆6和手腕的第五关节8和手腕关节9。
参照图3所示，根据图1和2的六自由度手腕偏置串联机器人作出空间坐标示意图，以第一关节2旋转轴与第二关节3旋转轴交点为原点，第一关节2旋转轴所在直线为坐标系Z轴,第二关节3旋转轴所在直线为坐标系Y轴，建立基座坐标系；从基座往机器人末端方向，根据六个自由度依次建立6个坐标系，分别为坐标系{0}～坐标系{6}，其中坐标系{0}即所述基座坐标系{0}，坐标系{6}即末端坐标系{6}。
参照图4所示，一种六自由度手腕偏置串联机器人的运动学逆解求解方法，包括以下步骤：
设所述六自由度手腕偏置串联机器人手腕末端的位置点为 (Xd,Yd,Zd)，即末端坐标系{6}的原点，参考系为基座坐标系{0}，姿态矩阵为RXYZ(αd,βd,γd)，将六自由度手腕偏置串联机器人末端坐标系的位姿当作六自由度手腕无偏置串联机器人末端坐标系的位姿，然后求得六自由度手腕无偏置串联机器人运动学逆解的解析解θ′1～θ′6；先计算运动学逆解的前三个角度θ1′、θ2′和θ3′；由于无偏置手腕满足 Pieper准则，并根据坐标系{0}与坐标系{1}变换矩阵、坐标系{1}与坐标系{2}变换矩阵、坐标系{2}与坐标系{3}变换矩阵，求得：
整理上式可得：
其中
解上述方程组可求得θ1′、θ2′和θ3′的表达式。
其中为手腕末端位置点的向量表达式，
a2为坐标系{2}Z轴与坐标系{3}Z轴在坐标系{2}X轴方向的距离；
d2为坐标系{1}X轴与坐标系{2}X轴在坐标系{2}Z轴方向的距离；
d3为坐标系{2}X轴与坐标系{3}X轴在坐标系{3}Z轴方向的距离；
d4为坐标系{3}X轴与坐标系{4}X轴在坐标系{4}Z轴方向的距离；
通过欧拉角XYZ(αd,βd,γd)变换矩阵RXYZ(αd,βd,γd)求得六自由度手腕无偏置串联机器人运动学逆解的后三个角度θ4′、θ5′和θ6′：
其中为坐标系{4}相对于基座坐标系{0}的旋转矩阵，为坐标系{6}相对于坐标系{4}的旋转矩阵，为坐标系{6}经过后三个旋转轴旋转得到的旋转矩阵；
上式求解过程如下：
可解得：
式中：c4＝cosθ4′,s4＝sinθ4′,c5＝cosθ5′,s5＝sinθ5′， c6＝cosθ6′,s6＝sinθ6′，
在求出θ1′、θ2′和θ3′之后，当θ4′＝0时，已知，因此θ4′、θ5′和θ6′能够通过欧拉角XYZ(αd,βd,γd)变换矩阵RXYZ(αd,βd,γd)求出，若表达成以下形式：
当cosθ5′≠0时，可得θ4′、θ5′和θ6′的解析式为：
由上述步骤可得六自由度手腕无偏置串联机器人运动学逆解的解析解θ1′～θ6′，以此解析解，作为六自由度手腕偏置串联机器人运动学逆解的近似解和迭代出发点。
利用上述步骤计算所得的六自由度手腕偏置串联机器人运动学逆解的近似解θ1′～θ6′，根据六自由度手腕偏置串联机器人运动学正解的矩阵表达公式：
式中:
其中：
d5为坐标系{4}X轴与坐标系{5}X轴在坐标系{5}Z轴方向的距离；
d6为坐标系{5}X轴与坐标系{6}X轴在坐标系{6}Z轴方向的距离。
通过求解上式，求得末端坐标系的原点近似位置(Xc,Yc,Zc)和近似姿态矩阵RXYZ(Xc,βc,γc)。
由上述步骤可得：末端坐标系原点期望位置(Xd,Yd,Zd)、末端坐标系期望姿态矩阵RXYZ(αd,βd,γd)、末端坐标系原点近似位置(Xc,Yc,Zc)和末端坐标系近似姿态矩阵RXYZ(αc,βc,γc)，设笛卡尔空间运动微分dX分别表示末端坐标系原点的位置增量dP和末端坐标系姿态的旋转增量dAng，可表达为：
位置增量dP＝[Xd-Xc,Yd-Yc,Zd-Zc]，
旋转增量dAng的计算如下：
设矢量K(kx,ky,kz)为末端坐标系中经过原点的矢量。假设末端坐标系绕K轴匀速旋转了角度，从近似姿态角欧拉角XYZ(α′,β′,γ′) 旋转到末端坐标系期望姿态角XYZ(αd,βd,γd)，则：
其中
计算上式可得：
为描述当前近似末端位姿与末端位姿之间的偏差(dP,dAng),定义末端位姿综合误差为：
e＝‖dP‖2+‖dAng‖2
根据上式以及上述求解所得的dP和dAng，判断综合误差e是否在合理范围内，如果是，则停止迭代计算，返回此时的关节变量数值作为六自由度手腕偏置串联机器人运动学逆解的迭代数值解；如果综合误差e不在合理范围内，则继续进行迭代计算：
利用六自由度手腕偏置串联机器人雅可比矩阵dX＝Jdθ，其中J表达为下式：
式中：0Zi是第i个旋转轴Z在基座坐标系中的向量表示,0Pi是坐标系{i}原点在基座坐标系中的向量表示。
通过雅可比矩阵可逆，得dθ＝J-1dX，即可计算得出新的关节变量θ′＝θ′+dθ，并将新的关节变量θ′代入六自由度手腕偏置串联机器人运动学正解的矩阵表达公式，更新当前末端坐标系原点近似位置 (Xc,Yc,Zc)及末端坐标系近似姿态矩阵RXYZ(αc,βc,γγ)：
并重复上述求解近似位姿和综合误差e的计算步骤，进行迭代计算，直到e满足合理误差范围或者达到最大迭代次数，返回此时的关节变量数值作为六自由度手腕偏置串联机器人运动学逆解的迭代数值解。
本算法巧妙利用六自由度手腕无偏置串联机器人的运动学逆解的解析解作为六自由度手腕偏置串联机器人的运动学逆解近似解，求得近似位姿，对比近似位姿和期望位姿之间的误差，利用等效轴角来表述末端近似位姿与期望位姿之间的姿态旋转增量，并利用笛卡尔空间运动微分dX与关节变量空间的运动dθ之间的变换关系，即雅可比矩阵J，求得关节变量增量dθ′，从而求得新的关节变量θ′＝θ′+dθ，以此作为新的迭代点，通过六自由度手腕偏置串联机器人运动学正解求解公式迭代计算，不断地更新迭代点，不断逼近期望位姿，最后获得满足实际精度需求的运动学逆解数值解。本算法计算量较小，收敛速度更快,效率更高,对于机器人控制器来说负担较小，实时性更好，能提高生产效率。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种六自由度手腕偏置串联机器人的运动学逆解求解方法，其特征在于：包括以下步骤：
A.将六自由度手腕偏置串联机器人末端坐标系的位姿当作六自由度手腕无偏置串联机器人末端坐标系的位姿，求得六自由度手腕无偏置串联机器人运动学逆解的解析解θ′1～θ′6；
B.将解析解θ1′～θ6′作为所述六自由度手腕偏置串联机器人的运动学逆解的近似解和迭代法计算的出发点，由六自由度手腕偏置串联机器人的运动学正解求解公式，求得末端坐标系的近似位姿；
C.计算得到末端坐标系期望位姿相对于末端坐标系近似位姿的位姿增量为dX，利用dX计算末端位姿综合误差为e；
D.判断综合误差e是否在合理误差范围内，如果是，则停止迭代，将返回此时的关节变量数值作为六自由度手腕偏置串联机器人运动学逆解的迭代数值解；如果否，则利用六自由度手腕偏置串联机器人的雅可比矩阵求得关节变量θ′，并将新的角度变量θ′代入步骤B及步骤C，进行迭代计算，直到满足合理误差范围或者达到最大迭代次数，返回此时的关节变量数值作为六自由度手腕偏置串联机器人运动学逆解的迭代数值解。
2.根据权利要求1所述的一种六自由度手腕偏置串联机器人的运动学逆解求解方法，其特征在于：在所述步骤A之前，以六自由度手腕无偏置串联机器人的关节1旋转轴与关节2旋转轴交点为原点，关节1旋转轴所在直线为坐标系Z轴，关节2旋转轴所在直线为坐标系Y轴，建立基座坐标系；从基座往机器人末端方向，根据六个自由度依次建立6个坐标系，分别为坐标系{0}～坐标系{6}，其中坐标系{0}即所述基座坐标系{0}，坐标系{6}即末端坐标系{6}。
3.根据权利要求1所述的一种六自由度手腕偏置串联机器人的运动学逆解求解方法，其特征在于，所述步骤A包括以下步骤：
A1.设所述六自由度手腕偏置串联机器人的末端坐标系{6}原点的期望位置为(Xd，Yd，Zd)，末端坐标系{6}的期望姿态矩阵为RXYZ(αd，βd，γd)，参考系为基座坐标系{0}，将六自由度手腕偏置串联机器人末端坐标系的位姿当作六自由度手腕无偏置串联机器人末端坐标系的位姿，利用六自由度手腕无偏置串联机器人的运动学逆解求解方法，求解六自由度手腕无偏置串联机器人运动学逆解的解析解(θ1′～θ6′)；先计算运动学逆解的前三个角度θ1′、θ2′和θ3′：由于无偏置手腕满足Pieper准则，并根据坐标系齐次变换矩阵，求得：
<mrow> <msub> <mmultiscripts> <mi>P</mi> <mn>0</mn> </mmultiscripts> <mrow> <mn>4</mn> <mi>o</mi> <mi>r</mi> <mi>g</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <msub> <mi>g</mi> <mn>1</mn> </msub> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <msup> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> <mo>+</mo> <msub> <mi>g</mi> <mn>2</mn> </msub> <mi>s</mi> <mi>i</mi> <mi>n</mi> <msup> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>g</mi> <mn>1</mn> </msub> <msup> <msub> <mi>sin&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> <mo>-</mo> <msub> <mi>g</mi> <mn>2</mn> </msub> <msup> <msub> <mi>sin&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mi>g</mi> <mn>3</mn> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mn>1</mn> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>=</mo> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <msub> <mi>X</mi> <mi>d</mi> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mi>Y</mi> <mi>d</mi> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mi>Z</mi> <mi>d</mi> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mn>1</mn> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> </mrow>
其中
解上述方程组可求得θ1′、θ2′和θ3′的解析解
其中为无偏置手腕末端位置点的向量表达式，
a2为坐标系{2}Z轴与坐标系{3}Z轴在坐标系{2}X轴方向的距离，d2为为坐标系{1}X轴与坐标系{2}X轴在坐标系{2}Z轴方向的距离，d3为坐标系{2}X轴与坐标系{3}X轴在坐标系{3}Z轴方向的距离，d4为坐标系{3}X轴与坐标系{4}X轴在坐标系{4}Z轴方向的距离；
A2.通过欧拉角XYZ(αd，βd，γd)变换矩阵RXYZ(αd，βd，γd)求得六自由度手腕无偏置串联机器人运动学逆解的后三个角度θ4′、θ5′和θ6′：
<mrow> <msub> <mi>R</mi> <mrow> <mi>X</mi> <mi>Y</mi> <mi>Z</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>&amp;alpha;</mi> <mi>d</mi> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>&amp;beta;</mi> <mi>d</mi> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>&amp;gamma;</mi> <mi>d</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mmultiscripts> <mi>R</mi> <mn>4</mn> <mn>0</mn> </mmultiscripts> <msub> <mo>|</mo> <mrow> <msup> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mn>4</mn> </msub> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> <mo>=</mo> <mn>0</mn> </mrow> </msub> <mmultiscripts> <mi>R</mi> <mn>6</mn> <mn>4</mn> </mmultiscripts> <msub> <mo>|</mo> <mrow> <msup> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mn>4</mn> </msub> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> <mo>=</mo> <msup> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mn>5</mn> </msub> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> <mo>=</mo> <msup> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mn>6</mn> </msub> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> <mo>=</mo> <mn>0</mn> </mrow> </msub> <msub> <mmultiscripts> <mi>R</mi> <mi>E</mi> <mn>6</mn> </mmultiscripts> <mrow> <mi>X</mi> <mi>Y</mi> <mi>Z</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msup> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mn>4</mn> </msub> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> <mo>,</mo> <msup> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mn>5</mn> </msub> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> <mo>,</mo> <msup> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mn>6</mn> </msub> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
其中为坐标系{4}相对于基座坐标系{0}的旋转矩阵，为坐标系{6}相对于坐标系{4}的旋转矩阵，为坐标系{6}经过后三个旋转轴旋转得到的旋转矩阵；
通过计算上式得到的矩阵表达式，当cosθ5′≠0时，可得θ4′、θ5′和θ6′的解析式。
4.根据权利要求1所述的一种六自由度手腕偏置串联机器人的运动学逆解求解方法，其特征在于：所述步骤B包括以下步骤：
B1.由步骤A所得的六自由度手腕偏置串联机器人运动学逆解的解析解θ1′～θ6′，作为六自由度手腕偏置串联机器人运动学逆解的近似解和迭代出发点：根据六自由度手腕偏置串联机器人运动学正解的矩阵表达公式：
<mfenced open = "" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mmultiscripts> <mi>T</mi> <mn>6</mn> <mn>0</mn> </mmultiscripts> <mo>=</mo> <mmultiscripts> <mi>T</mi> <mn>1</mn> <mn>0</mn> </mmultiscripts> <mrow> <mo>(</mo> <msup> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> <mo>)</mo> </mrow> <mmultiscripts> <mi>T</mi> <mn>2</mn> <mn>1</mn> </mmultiscripts> <mrow> <mo>(</mo> <msup> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> <mo>)</mo> </mrow> <mmultiscripts> <mi>T</mi> <mn>3</mn> <mn>2</mn> </mmultiscripts> <mrow> <mo>(</mo> <msup> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mn>3</mn> </msub> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> <mo>)</mo> </mrow> <mmultiscripts> <mi>T</mi> <mn>4</mn> <mn>3</mn> </mmultiscripts> <mrow> <mo>(</mo> <msup> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mn>4</mn> </msub> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> <mo>)</mo> </mrow> <mmultiscripts> <mi>T</mi> <mn>5</mn> <mn>4</mn> </mmultiscripts> <mrow> <mo>(</mo> <msup> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mn>5</mn> </msub> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> <mo>)</mo> </mrow> <mmultiscripts> <mi>T</mi> <mn>6</mn> <mn>5</mn> </mmultiscripts> <mrow> <mo>(</mo> <msup> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mn>6</mn> </msub> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mo>=</mo> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <msub> <mi>n</mi> <mi>x</mi> </msub> </mtd> <mtd> <msub> <mi>o</mi> <mi>x</mi> </msub> </mtd> <mtd> <msub> <mi>a</mi> <mi>x</mi> </msub> </mtd> <mtd> <msub> <mi>X</mi> <mi>c</mi> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mi>n</mi> <mi>y</mi> </msub> </mtd> <mtd> <msub> <mi>o</mi> <mi>y</mi> </msub> </mtd> <mtd> <msub> <mi>a</mi> <mi>y</mi> </msub> </mtd> <mtd> <msub> <mi>Y</mi> <mi>c</mi> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mi>n</mi> <mi>z</mi> </msub> </mtd> <mtd> <msub> <mi>o</mi> <mi>z</mi> </msub> </mtd> <mtd> <msub> <mi>a</mi> <mi>z</mi> </msub> </mtd> <mtd> <msub> <mi>Z</mi> <mi>c</mi> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mn>0</mn> </mtd> <mtd> <mn>0</mn> </mtd> <mtd> <mn>0</mn> </mtd> <mtd> <mn>1</mn> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced>
式中欧拉角
通过求解上式，求得末端坐标系{6}原点的近似位置(Xc，Yc，Zc)和末端坐标系{6}近似姿态矩阵RXYZ(αc，βc，γc)
5.根据权利要求1所述的一种六自由度手腕偏置串联机器人的运动学逆解求解方法，其特征在于，所述步骤C包括以下步骤：
C1.根据末端坐标系{6}原点的期望位置(Xd，Yd，Zd)和末端坐标系{6}原点的近似位置(Xc，Yc，Zc)，求得末端坐标系{6}原点的位置增量为dP。
C2.根据末端坐标系{6}期望姿态矩阵RXYZ(αd，βd，γd)和末端坐标系{6}近似姿态矩阵RXYZ(αc，βc，γc)之间的旋转关系，求得末端坐标系{6}姿态旋转增量为dAng。
C3.用笛卡尔空间的微分运动dX表示末端坐标系原点的位置增量dP和末端坐标系姿态的旋转增量dAng，表示为并定义末端位姿综合误差为e＝||dP||2+||dAng||2。
6.根据权利要求1所述的一种六自由度手腕偏置串联机器人的运动学逆解求解方法，其特征在于，所述步骤D包括以下步骤：
D1.由上述步骤C计算综合误差e是否在合理误差范围内，如果是，则停止迭代，将返回此时的关节变量数值作为六自由度手腕偏置串联机器人运动学逆解的迭代数值解；如果否，进行步骤D2。
D2.利用六自由度手腕偏置串联机器人的雅可比矩阵J，通过dX＝Jdθ，计算dθ为：
dθ＝J-1dX
求得关节变量θ′＝θ′+dθ，并将新的关节变量θ′代入步骤B1进行迭代计算，直到e满足合理误差范围或者达到最大迭代次数，返回此时的关节变量数值作为六自由度手腕偏置串联机器人运动学逆解的迭代数值解。
CN201710969628.6A 2017-10-18 2017-10-18 一种六自由度手腕偏置串联机器人的运动学逆解求解方法 Active CN107685330B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710969628.6A CN107685330B (zh) 2017-10-18 2017-10-18 一种六自由度手腕偏置串联机器人的运动学逆解求解方法
US15/893,067 US10682758B2 (en) 2017-10-18 2018-02-09 Numerical method for obtaining the inverse kinematics of six-degree-of-freedom serial robot with an offset wrist

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710969628.6A CN107685330B (zh) 2017-10-18 2017-10-18 一种六自由度手腕偏置串联机器人的运动学逆解求解方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107685330A true CN107685330A (zh) 2018-02-13
CN107685330B CN107685330B (zh) 2018-12-18

Family

ID=61154603

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710969628.6A Active CN107685330B (zh) 2017-10-18 2017-10-18 一种六自由度手腕偏置串联机器人的运动学逆解求解方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10682758B2 (zh)
CN (1) CN107685330B (zh)

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108297101A (zh) * 2018-03-20 2018-07-20 四川大学 多关节臂串联机器人末端位姿误差检测和动态补偿方法
CN108406769A (zh) * 2018-03-09 2018-08-17 首都师范大学 串联机器人的关节旋转角度确定方法及装置
CN108673509A (zh) * 2018-06-15 2018-10-19 东北大学 一种六自由度手腕偏置型串联机械臂的运动控制方法
CN108876815A (zh) * 2018-04-28 2018-11-23 深圳市瑞立视多媒体科技有限公司 骨骼姿态计算方法、人物虚拟模型驱动方法及存储介质
CN109333520A (zh) * 2018-10-23 2019-02-15 广州霞光技研有限公司 一种四轴scara机器人逆解方法
CN109746915A (zh) * 2019-01-18 2019-05-14 埃夫特智能装备股份有限公司 一种提升工业机器人绝对定位精度的运动学方法
CN109822571A (zh) * 2019-02-18 2019-05-31 中国铁建重工集团有限公司 一种拼装机机械臂控制方法、装置及设备
CN111113425A (zh) * 2019-12-31 2020-05-08 上海大学 一种有寄生运动的五自由度串并联机器人运动学逆解求解方法
CN111482968A (zh) * 2020-06-28 2020-08-04 纳博特南京科技有限公司 一种基于bfs算法的六自由度偏置机器人逆解方法
CN111482969A (zh) * 2020-06-28 2020-08-04 纳博特南京科技有限公司 一种基于bas算法的六自由度偏置机器人逆解方法
CN111844023A (zh) * 2020-06-28 2020-10-30 合肥工业大学 一种基于天牛须算法的六自由度机器人逆解算法
CN111958602A (zh) * 2020-08-20 2020-11-20 华中科技大学 一种手腕偏置型6轴机器人实时逆解算法
CN111998822B (zh) * 2020-10-29 2021-01-15 江西明天高科技股份有限公司 一种空间角度姿态计算方法
CN112276940A (zh) * 2020-09-23 2021-01-29 天津大学 一种六自由度非球型手腕机器人逆运动学求解方法
US11235459B2 (en) 2019-08-15 2022-02-01 Intrinsic Innovation Llc Inverse kinematic solver for wrist offset robots
CN113997288A (zh) * 2021-11-01 2022-02-01 武汉科技大学 一种求解非球腕6r工业机器人逆运动学的数值算法
CN114714327A (zh) * 2022-03-14 2022-07-08 北京精密机电控制设备研究所 一种机械臂与灵巧手的融合系统及运动控制方法
CN114952859A (zh) * 2022-06-20 2022-08-30 成都飞机工业（集团）有限责任公司 机器人逆解方法、装置、设备及介质
CN115373343A (zh) * 2022-04-30 2022-11-22 江苏普旭科技股份有限公司 并联式六自由度运动平台控制系统与控制方法
CN115741672A (zh) * 2022-10-21 2023-03-07 杭州邦杰星医疗科技有限公司 一种基于刚体变换的dh推导方法

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109241654B (zh) * 2018-09-27 2023-04-07 北京环境特性研究所 基于角度耦合解算的大双站角覆盖目标姿态模拟方法
CN110181480B (zh) * 2019-07-08 2024-07-30 济南大学 一种基于旋量理论的多关节助老助残轮椅机械臂运动学建模方法
CN110501903B (zh) * 2019-09-12 2022-09-23 南京邮电大学 机器人免逆解控制系统参数的自调节及优化方法
CN111914411B (zh) * 2020-07-20 2022-11-11 哈尔滨工大航博科技有限公司 一种全姿态四轴转台框架角指令解算方法
CN111890363B (zh) * 2020-07-27 2022-12-30 四川大学 一种基于快速自适应梯度神经网络算法的机械臂运动规划方法
CN112184562B (zh) * 2020-09-25 2024-02-23 合肥工业大学 一种基于近似矩阵的火箭级段位姿纠偏方法及装置
CN112462753B (zh) * 2020-10-20 2024-01-30 天津大学 车-蛇复合式变结构移动机器人的运动学建模方法
CN113434982B (zh) * 2021-07-07 2022-09-27 合肥工业大学 一种电力智能仿生攀爬机器人的运动学逆解方法
CN114329825B (zh) * 2021-12-20 2024-08-16 燕山大学 改进的Stewart并联机构正运动学参数求解方法
CN114414265B (zh) * 2022-01-27 2022-11-04 中国汽车工程研究院股份有限公司 商用车驾驶室七轴疲劳耐久测试台架的自由度控制方法
CN114454167B (zh) * 2022-02-11 2024-06-07 四川锋准机器人科技有限公司 一种种植牙机器人末端夹持器几何尺寸的标定方法
CN114474003A (zh) * 2022-03-18 2022-05-13 河北工业大学 一种基于参数辨识的车载建筑机器人误差补偿方法
CN114770506B (zh) * 2022-04-29 2024-01-23 亿嘉和科技股份有限公司 带电作业八自由度机械臂运动控制方法
CN115229786B (zh) * 2022-07-12 2024-06-28 中国地质大学（武汉） 一种带肘部偏置的七自由度机械臂的几何逆解方法
CN115179288B (zh) * 2022-07-13 2024-07-12 安徽省配天机器人集团有限公司 机器人的运动学逆解方法、机器人及计算机可读存储介质
CN115982893B (zh) * 2023-03-20 2023-07-18 广东工业大学 多自由度机构运动学建模方法、装置、设备和存储介质
CN117077384B (zh) * 2023-08-01 2024-09-24 中铁隧道局集团有限公司 一种锚杆台车机械臂末端锚杆位姿的逆解方法
CN116985147B (zh) * 2023-09-27 2023-12-22 睿尔曼智能科技（北京）有限公司 机械臂逆运动学求解方法及装置
CN117077498B (zh) * 2023-10-16 2024-02-09 季华实验室 柔顺并联机构的建模方法、装置、电子设备及存储介质
CN117124336B (zh) * 2023-10-26 2023-12-22 佛山科学技术学院 一种串联机器人的绝对定位误差两步补偿方法及系统
CN117817654A (zh) * 2023-11-23 2024-04-05 佛山科学技术学院 一种重载机器人运动规划方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2083020A1 (en) * 1991-11-20 1993-05-21 Gregory Zlatko Grudic System for determining manipulator coordinates
CN103942427A (zh) * 2014-04-11 2014-07-23 哈尔滨工程大学 一类六自由度机械臂运动学逆解的快速简便求法
CN105082161A (zh) * 2015-09-09 2015-11-25 新疆医科大学第一附属医院 双目立体摄像机机器人视觉伺服控制装置及其使用方法
CN105573143A (zh) * 2015-11-30 2016-05-11 珞石（北京）科技有限公司 用于六自由度的工业机器人的逆运动学求解方法
CN106514636A (zh) * 2016-12-16 2017-03-22 宁波帝洲自动化科技有限公司 一种机器人末端位姿分析方法
CN106625687A (zh) * 2016-10-27 2017-05-10 安徽马钢自动化信息技术有限公司 一种关节机器人运动学建模方法
CN107066645A (zh) * 2016-12-01 2017-08-18 西北工业大学 一种七自由度偏置机械臂逆解方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59107884A (ja) * 1982-12-10 1984-06-22 株式会社日立製作所 ロボツトの制御方式
US5737500A (en) * 1992-03-11 1998-04-07 California Institute Of Technology Mobile dexterous siren degree of freedom robot arm with real-time control system
US5294873A (en) * 1992-10-27 1994-03-15 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Kinematic functions for redundancy resolution using configuration control
JP3361007B2 (ja) * 1995-11-07 2003-01-07 富士通株式会社 リンク機構解析装置
JP4735795B2 (ja) * 2003-12-26 2011-07-27 独立行政法人 宇宙航空研究開発機構 冗長マニピュレータの制御方法
JP5792226B2 (ja) * 2013-05-29 2015-10-07 株式会社神戸製鋼所 多関節リンク機構の逆運動学解法、及びこの逆運動学解法を利用した教示データ作成装置
CN104669244A (zh) * 2013-12-02 2015-06-03 精工爱普生株式会社 机器人
US9878447B2 (en) * 2015-04-10 2018-01-30 Microsoft Technology Licensing, Llc Automated collection and labeling of object data

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2083020A1 (en) * 1991-11-20 1993-05-21 Gregory Zlatko Grudic System for determining manipulator coordinates
CN103942427A (zh) * 2014-04-11 2014-07-23 哈尔滨工程大学 一类六自由度机械臂运动学逆解的快速简便求法
CN105082161A (zh) * 2015-09-09 2015-11-25 新疆医科大学第一附属医院 双目立体摄像机机器人视觉伺服控制装置及其使用方法
CN105573143A (zh) * 2015-11-30 2016-05-11 珞石（北京）科技有限公司 用于六自由度的工业机器人的逆运动学求解方法
CN106625687A (zh) * 2016-10-27 2017-05-10 安徽马钢自动化信息技术有限公司 一种关节机器人运动学建模方法
CN107066645A (zh) * 2016-12-01 2017-08-18 西北工业大学 一种七自由度偏置机械臂逆解方法
CN106514636A (zh) * 2016-12-16 2017-03-22 宁波帝洲自动化科技有限公司 一种机器人末端位姿分析方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
韩磊等: "《基于改进牛顿迭代法的手腕偏置型六自由度关节机器人逆解算法》", 《机械传动》 *

Cited By (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108406769A (zh) * 2018-03-09 2018-08-17 首都师范大学 串联机器人的关节旋转角度确定方法及装置
CN108297101A (zh) * 2018-03-20 2018-07-20 四川大学 多关节臂串联机器人末端位姿误差检测和动态补偿方法
CN108876815B (zh) * 2018-04-28 2021-03-30 深圳市瑞立视多媒体科技有限公司 骨骼姿态计算方法、人物虚拟模型驱动方法及存储介质
CN108876815A (zh) * 2018-04-28 2018-11-23 深圳市瑞立视多媒体科技有限公司 骨骼姿态计算方法、人物虚拟模型驱动方法及存储介质
CN108673509A (zh) * 2018-06-15 2018-10-19 东北大学 一种六自由度手腕偏置型串联机械臂的运动控制方法
CN108673509B (zh) * 2018-06-15 2021-06-01 东北大学 一种六自由度手腕偏置型串联机械臂的运动控制方法
CN109333520A (zh) * 2018-10-23 2019-02-15 广州霞光技研有限公司 一种四轴scara机器人逆解方法
CN109746915A (zh) * 2019-01-18 2019-05-14 埃夫特智能装备股份有限公司 一种提升工业机器人绝对定位精度的运动学方法
CN109822571A (zh) * 2019-02-18 2019-05-31 中国铁建重工集团有限公司 一种拼装机机械臂控制方法、装置及设备
CN114555301A (zh) * 2019-08-15 2022-05-27 因思创新有限责任公司 用于腕部偏置机器人的逆运动学求解器
US11235459B2 (en) 2019-08-15 2022-02-01 Intrinsic Innovation Llc Inverse kinematic solver for wrist offset robots
CN111113425A (zh) * 2019-12-31 2020-05-08 上海大学 一种有寄生运动的五自由度串并联机器人运动学逆解求解方法
CN111844023A (zh) * 2020-06-28 2020-10-30 合肥工业大学 一种基于天牛须算法的六自由度机器人逆解算法
CN111482969A (zh) * 2020-06-28 2020-08-04 纳博特南京科技有限公司 一种基于bas算法的六自由度偏置机器人逆解方法
CN111482968A (zh) * 2020-06-28 2020-08-04 纳博特南京科技有限公司 一种基于bfs算法的六自由度偏置机器人逆解方法
CN111958602A (zh) * 2020-08-20 2020-11-20 华中科技大学 一种手腕偏置型6轴机器人实时逆解算法
CN111958602B (zh) * 2020-08-20 2022-05-20 华中科技大学 一种手腕偏置型6轴机器人实时逆解算法
CN112276940A (zh) * 2020-09-23 2021-01-29 天津大学 一种六自由度非球型手腕机器人逆运动学求解方法
CN111998822B (zh) * 2020-10-29 2021-01-15 江西明天高科技股份有限公司 一种空间角度姿态计算方法
CN113997288B (zh) * 2021-11-01 2023-11-21 武汉科技大学 一种求解非球腕6r工业机器人逆运动学的数值算法
CN113997288A (zh) * 2021-11-01 2022-02-01 武汉科技大学 一种求解非球腕6r工业机器人逆运动学的数值算法
CN114714327A (zh) * 2022-03-14 2022-07-08 北京精密机电控制设备研究所 一种机械臂与灵巧手的融合系统及运动控制方法
WO2023173764A1 (zh) * 2022-03-14 2023-09-21 北京精密机电控制设备研究所 一种机械臂与灵巧手的融合系统及运动控制方法
CN115373343A (zh) * 2022-04-30 2022-11-22 江苏普旭科技股份有限公司 并联式六自由度运动平台控制系统与控制方法
CN115373343B (zh) * 2022-04-30 2024-05-14 江苏普旭科技股份有限公司 并联式六自由度运动平台控制系统与控制方法
CN114952859A (zh) * 2022-06-20 2022-08-30 成都飞机工业（集团）有限责任公司 机器人逆解方法、装置、设备及介质
CN114952859B (zh) * 2022-06-20 2024-02-23 成都飞机工业（集团）有限责任公司 机器人逆解方法、装置、设备及介质
CN115741672A (zh) * 2022-10-21 2023-03-07 杭州邦杰星医疗科技有限公司 一种基于刚体变换的dh推导方法
CN115741672B (zh) * 2022-10-21 2024-04-19 杭州邦杰星医疗科技有限公司 一种基于刚体变换的dh推导方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107685330B (zh) 2018-12-18
US20190111562A1 (en) 2019-04-18
US10682758B2 (en) 2020-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107685330A (zh) 一种六自由度手腕偏置串联机器人的运动学逆解求解方法
CN109895101B (zh) 一种关节型机械臂逆运动学数值唯一解求取方法
US11667035B2 (en) Path-modifying control system managing robot singularities
CN105773620B (zh) 基于倍四元数的工业机器人自由曲线的轨迹规划控制方法
CN103942427B (zh) 一类六自由度机械臂运动学逆解的快速简便求法
CN106737689B (zh) 基于模式函数的超冗余机械臂混合逆向求解方法及系统
CN108673509B (zh) 一种六自由度手腕偏置型串联机械臂的运动控制方法
CN107363813A (zh) 一种基于可穿戴设备的桌面工业机器人示教系统和方法
CN103085069B (zh) 一种新型机器人运动学建模方法
CN106945041A (zh) 一种冗余度机械臂重复运动规划方法
CN106055522A (zh) 冗余空间机械臂最小基座姿态扰动的轨迹规划方法
CN110421561B (zh) 一种使用协作机器人进行服装喷涂的方法
CN108621162A (zh) 一种机械臂运动规划方法
CN105856231B (zh) 一种特定构型六轴工业机器人的运动控制方法
CN107378952B (zh) 一种冗余度机械臂末端执行器姿态保持的解决方法
CN105938512B (zh) 机器人激光切割路径的计算方法及其应用
CN107584474A (zh) 一种基于几何投影的球面关节双臂机器人协调运动方法
CN107160401B (zh) 一种解决冗余度机械臂关节角偏移问题的方法
CN106625687A (zh) 一种关节机器人运动学建模方法
CN107791248A (zh) 基于不满足pipper准则的六自由度串联机器人的控制方法
Yan et al. Analytical inverse kinematics of a class of redundant manipulator based on dual arm-angle parameterization
CN111958602A (zh) 一种手腕偏置型6轴机器人实时逆解算法
CN109129469B (zh) 机械臂运动学逆解方法、装置及机械臂
CN113199476B (zh) 可快速调整焊枪姿态的圆弧8字形摆弧路径的规划算法
Milenkovic Wrist singularity avoidance with a robot end-effector adding an oblique, redundant axis

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant