CN116728412A - 一种同轴绳驱机器人的空间双圆弧规划方法及系统、计算机存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种同轴绳驱机器人的空间双圆弧规划方法及系统、计算机存储介质。该方法的核心在于输入变量为空间中两个点及其位移方向，输出变量为同轴绳驱机器人的空间双圆弧构型。该方法通过调整同轴绳驱机器人起点和终点的位置及其相应的指向方向，可以调整同轴绳驱机器人机械臂的弯曲程度。通过判断方向向量之间的夹角值，可以预先判断同轴绳驱机器人整臂的空间构型是C型还是S型。通过调整同轴绳驱机器人圆弧自由参数（即同轴绳驱机器人参数u与v）的值，可以调整同轴绳驱机器人重叠部分以及分离部分的长度。当给定点与其相应切矢量共面时，空间双圆弧可以转化为平面双圆弧。该方法可以实现对同轴绳驱机器人空间构型的参数化，便于控制同轴绳驱机器人进行无干涉运动轨迹规划。

Description

一种同轴绳驱机器人的空间双圆弧规划方法及系统、计算机 存储介质

技术领域

本发明涉及机器人控制领域，尤其是一种同轴绳驱机器人规划方法及系统、计算机存储介质。

背景技术

在同轴绳驱机器人中机器人本体与驱动组件是分开的。因此机器人本体可以小型化，便于在受限的空间中应用。同轴绳驱机器人在实际医疗应用中运动速度较慢，确定逆运动学的问题可以转换为求解准静态逆运动学的问题。

首先，对于特定的位置和方向，同轴绳驱机器人要想获得一组在受限的三维空间中合理运动的关节角度是极其复杂和具有挑战的。Hirose等人提出了曲线来模拟在平面上运动的蛇的构型，目的是有效地实现蛇形机器人的运动。杨等人提出了稀疏伪和基于关节极限的雅可比方法来解决主从式蛇形机器人的实时遥操作问题。Liu等人提出了一种基于迭代雅可比矩阵的方法，通过考虑雅可比矩阵的逆矩阵和阻尼最小二乘法来确定可控血管内导管系统的配置。逆运动学的结果是一个迭代解，这种方法也可以避免数值不稳定的问题。高等人提出了一种绳牵引多节机器人的运动学模型，以实现其跟随引导者运动。推拉索控制机器人的验证实验表明了跟随引导运动的准确性。为了改善操作中的运动学性能，张等人提出了一种考虑基于雅可比的逆运动学和基于预测的约束施加的运动学框架来控制手术机械手。在远端位置和每段长度已知的情况下，Neppalli等人提出了一个封闭形式的逆解。但是，每个部分的合理长度也是需要在中优化的值。一般，因为对于多截面连续体，可以通过多种方式到达期望的位置。李等人提出了一种逆运动学求解方法，假设多段连续体机器人各段相等。该方法可以求解期望末端位置的逆运动学，但不能考虑多段连续体机器人的末端方向和构型。Mu提出了一种求解同轴绳驱动机械手逆运动学的双圆弧方法。在该方法中，通常使用的末端位置、末端方向和机械手的配置被视为变量。因此，该方法可以同时控制机械手的末端位置、末端方向和姿态。但是，它只能求解平面内同轴绳驱动机械手的逆运动学。

现有方法只能部分解决机械手特定构型的逆运动学和构型规划问题。一些学者用几何方法处理平面。这些方法不能直接用于3D情况。而一些学者通过引入数值方法来处理3D情况。对于3D情况，这些方法总是计算量大。

另外，现有的绳驱机器人规划方法主要针对平面，对于同轴绳驱机器人在三维空间的规划方法研究较少，并不能满足同轴绳驱机器人在三维空间的轨迹规划需求。为解决同轴绳驱机器人在三维有限空间中的规划问题，该技术有必要进行改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的是提供一种同轴绳驱机器人空间双圆弧规划方法及系统、计算机存储介质，用于实现同轴绳驱机器人的规划处理。

本发明采用的技术方案是：一种同轴绳驱机器人的规划方法，包括以下步骤：

将三维空间中的同轴绳驱机器人使用空间双圆弧理论进行运动学建模；

基于所建运动学模型，将所述同轴绳驱机器人周围运动学空间分为相互之间映射关系的驱动空间(电机角度-绳索长度)、构型空间(关节-角度)、任务空间(末端-位置)；

实时检测所述同轴绳驱机器人方向向量之间的夹角值；

判断所述同轴绳驱机器人方向向量之间的夹角值是否大于零，若判断结果为是，判断所述同轴绳驱机器人的空间构型为“S”型；

对所述同轴绳驱机器人进行规划处理，计算同轴绳驱机器人整臂曲率圆圆心位置；

实时检测同轴绳驱机器人整臂的实际弧段长度；

判断所述同轴绳驱机器人外部绳驱机构上的点到圆心点的距离是否等于初始圆半径，若判断结果为是，判断所述同轴绳驱机器人方法规划成功。

进一步地，所述同轴绳驱机器人的内外段绳驱臂段等效为空间相交一点，且在交点处有共同切线的两段空间圆弧，用以保证同轴绳驱机器人的臂段以期望的空间位置到达指定的目标处。

进一步地，判断所述同轴绳驱机器人的空间坐标系与另一空间坐标系之间的圆弧长度是否为脊线的整数倍，若判断结果为是，判断所述同轴绳驱机器人在圆弧长度上为非连续变化，在两段圆弧构型对空间双圆弧逆向拟合。

进一步地，判断所述同轴绳驱机器人的末端不同指向值是否满足整臂在工作时所需的刚度，若判断结果为是，判断所述同轴绳驱机器人的整臂灵活性很好，以达到整臂的期望工作要求。

本发明所采用的另一技术方案是：一种同轴绳驱机器人的空间双圆弧轨迹规划系统，包括：

建模单元，用于将三维空间中的同轴绳驱机器人使用空间双圆弧理论进行运动学建模；

空间划分单元，用于基于所建运动学模型，将所述同轴绳驱机器人周围运动学空间分为相互之间映射关系的驱动空间(电机角度-绳索长度)、构型空间(关节-角度)、任务空间(末端-位置)；

角度检测单元，用于检测所述同轴绳驱机器人方向向量之间的夹角值；

构型单元，用于判断所述同轴绳驱机器人方向向量之间的夹角值是否大于零，若判断结果为是，判断所述同轴绳驱机器人的空间构型为“S”型；

规划单元，用于对所述同轴绳驱机器人进行规划处理；

规划结果判断单元，用于判断所述同轴绳驱机器人外部绳驱机构上的点到圆心点的距离是否等于初始圆半径，若判断结果为是，判断所述同轴绳驱机器人方法规划成功。

进一步地，所述同轴绳驱机器人的内外段绳驱臂段等效为空间相交一点，且在交点处有共同切线的两段空间圆弧，用以保证同轴绳驱机器人的臂段以期望的空间位置到达指定的目标处。

进一步地，判断所述同轴绳驱机器人的空间坐标系与另一空间坐标系之间的圆弧长度是否为脊线的整数倍，若判断结果为是，判断所述同轴绳驱机器人在圆弧长度上为非连续变化，在两段圆弧构型对空间双圆弧逆向拟合。

进一步地，判断所述同轴绳驱机器人的末端不同指向值是否满足整臂在工作时所需的刚度，若判断结果为是，判断所述同轴绳驱机器人的整臂灵活性很好，以达到整臂的期望工作要求。

本发明所采用的另一技术方案是：一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现以下步骤：

将三维空间中的同轴绳驱机器人使用空间双圆弧理论进行运动学建模；

基于所建运动学模型，将所述同轴绳驱机器人周围运动学空间分为相互之间映射关系的驱动空间(电机角度-绳索长度)、构型空间(关节-角度)、任务空间(末端-位置)；

实时检测所述同轴绳驱机器人方向向量之间的夹角值；

判断所述同轴绳驱机器人方向向量之间的夹角值是否大于零，若判断结果为是，判断所述同轴绳驱机器人的空间构型为“S”型；

对所述同轴绳驱机器人进行规划处理，计算同轴绳驱机器人整臂曲率圆圆心位置；

实时检测同轴绳驱机器人整臂的实际弧段长度；

判断所述同轴绳驱机器人外部绳驱机构上的点到圆心点的距离是否等于初始圆半径，若判断结果为是，判断所述同轴绳驱机器人方法规划成功。

本发明的有益效果是：

本发明一种同轴绳驱机器人规划方法及系统、计算机存储介质，将三维空间中的同轴绳驱机器人使用空间双圆弧理论进行运动学建模；基于所建运动学模型，将所述同轴绳驱机器人周围运动学空间分为相互之间映射关系的驱动空间(电机角度-绳索长度)、构型空间(关节-角度)、任务空间(末端-位置)；实时检测所述同轴绳驱机器人方向向量之间的夹角值；判断所述同轴绳驱机器人方向向量之间的夹角值是否大于零，若判断结果为是，判断所述同轴绳驱机器人的空间构型为“S”型；对所述同轴绳驱机器人进行规划处理；判断所述同轴绳驱机器人外部绳驱机构上的点到圆心点的距离是否等于初始圆半径，若判断结果为是，判断所述同轴绳驱机器人方法规划成功。所述同轴绳驱机器人的内外段绳驱臂段等效为空间相交一点，且在交点处有共同切线的两段空间圆弧，用以保证同轴绳驱机器人的臂段以期望的空间位置到达指定的目标处；实现了对同轴绳驱机器人的规划需求、规划结果检测，完成了同轴绳驱机器人的轨迹规划。

附图说明

图1是本发明中同轴绳驱机器人规划方法的运动学建模示意图；

图2是本发明中同轴绳驱机器人规划方法的空间双圆弧法示意图；

图3a、图3b是本发明中同轴绳驱机器人规划方法的“C”型、“S”型空间双圆弧示意图；

图4是本发明中同轴绳驱机器人规划方法的外部和内部绳驱机构比例示意图；

图5是本发明中同轴绳驱机器人规划方法的中整臂到障碍物的最小距离示意图；

图6是本发明中同轴绳驱机器人规划方法规划及系统、计算机存储介质流程示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

针对同轴绳驱机器人在受限空间中的无碰撞运动问题，基于特定的位置和方向，提供同轴绳驱机器人规划方法，包括以下步骤：

将三维空间中的同轴绳驱机器人使用空间双圆弧理论进行运动学建模；

参考图1是本发明中同轴绳驱机器人规划方法的运动学建模示意图；基于所建运动学模型，将所述同轴绳驱机器人周围运动学空间分为相互之间映射关系的驱动空间(电机角度-绳索长度)、构型空间(关节-角度)、任务空间(末端-位置)；

参考图1，判断所述同轴绳驱机器人外部绳驱机构上的点到圆心点的距离是否等于初始圆半径，若判断结果为是，判断所述同轴绳驱机器人方法规划成功。

本发明通过建立同轴绳驱机器人的运动学模型，通过计算同轴绳驱机器人的两段圆弧的圆心位置与职级弧段长度，开展运动学及轨迹规划研究，判断同轴绳驱机器人整臂是否到达期望的空间位置，若判断结果为是，判断所述同轴绳驱机器人满足结构机构约束。此时，同轴绳驱机器人两段圆弧的相交点是自由可控的，可以主动的调整内段绳驱机构和外段绳驱机构的比例；而判断同轴绳驱机器人绳索所需要的期望刚度是否满足变刚度目标，若判断结果为是，判断所述同轴绳驱机器人末端具备合适的操作力。

参考图1，利用空间双圆弧理论对同轴绳驱机器人进行运动学建模以对机器人所在空间进行划分，参考图2，图2是本发明中同轴绳驱机器人规划方法的空间双圆弧法示意图；同轴绳驱机器人的空间双圆弧规划方法可以等效为在空间相交与一点，且在相交点处具有共同切线的两段空间圆弧。用以保证同轴绳驱机器人以期望空间位置到达指定的目标点。参考图3，图3是本发明中同轴绳驱机器人规划方法的“C”型、“S”型空间双圆弧示意图；同轴绳驱机器人在受限的三维空间工作前，须预先输入其总体任务构型，以满足受限的三维空间中无碰撞工作的要求。本方法将同轴绳驱机器人的总体构型与方向向量之间的夹角值联系起来，可以预先确定同轴绳驱机器人的整体任务构型是“C”型还是“S”型。在实际工作中，外段绳驱机构需要沿基座移动，方向向量的方向也受到设计机构和有限的工作空间的限制，在大多数情况下，多与基座的轴线保持平行。

作为技术方案的进一步改进，参考图4是本发明中同轴绳驱机器人规划方法的外部和内部绳驱机构比例示意图，通过调整同轴绳驱机器人圆弧段长度的值，可以调节外部绳驱机构和内部绳驱机构的比例，对于同一空间位置的操作，如果外部绳驱机构的比值较大，则机械手的刚度会较高。如果内部绳驱机构的比例较大，则同轴绳驱机器人的刚度会较低。

参考图5是本发明中同轴绳驱机器人规划方法的中整臂到障碍物的最小距离示意图。通常，障碍物和同轴绳驱机器人之间的最小笛卡尔距离可以用作在工作空间中避障的标准。因此，寻找最小笛卡尔距离问题可以转化为寻找障碍中心到同轴绳驱机器人的空间双圆弧之间的最小笛卡尔距离问题。参考图6是本发明中同轴绳驱机器人规划方法规划及系统、计算机存储介质流程示意图。

下面具体分析同轴绳驱机器人的运动学计算过程：

(1)空间双圆弧规划方法

参考图1，假定给定空间上两点P₁,P₂∈R³，以及单位切实量设l₁为过P₁点沿着/>的射线，l₂为过P₂点沿方向/>的射线。定义g为/>α₁为/>与/>之间的夹角，α₁为/>与/>之间的夹角。符号(，)为通常意义下的内积。如果可以在l₁上找到P₃点，在l₂上找到P₄点满足

则在线段上可取一点P使得：

因为ΔP₁P₃P,ΔPP₄P₂均为等腰三角形，因此可以找到过P₁,P并且在P₁,P点相切于的圆弧，以及过P₂,P并且在P₂,P点相切于/>的圆弧。显然这两段圆弧可以形成双圆弧。令/>则：

令则

式(1)可改写为

即

当u,v确定后，即可求出所需要的双圆弧，又由(6)知，可取u或v为一个自由参数，即任意取定v后，可求出对应的u，然后可确定对应的双圆弧。本文选取v为自由变量。

令R₁,R₂为双圆弧，圆心分别为O₁,O₂，2θ₁为与/>之间的夹角，2θ₂为/>与/>之间的夹角，则

又其单位矢量为：

其中

又

可得：

(2)同轴绳驱机器人实际弧段长度

弧长起点定义为P₁。外部绳驱机构上的点在三维空间的位置形成一个空间圆其圆心点定义为O₁。圆心角ψ即为从向量/>到向量/>之间的角度。

实际上，依赖于圆心角的外部绳驱机构上的点还需要满足以下三个条件：

第一，点在平面/>上：

如果向量[A,B,C]^T是平面的法向量，平面的一般表达式可以写成(13)。设定此平面/>的法向量是/>结合空间双圆弧的圆心点在平面/>上，因此空间平面公式的常数型表示为(14)：

Ax+By+Cz+D＝0 (13)

第二，外部绳驱机构上的点到圆心点/>系的距离等于R₁：

第三，圆心角ψ由向量到向量/>构成：

根据余弦定理可知：

式中

结合式(13)，式(15)，和式(16)，可得：

外部绳驱机构上的点的任意位置可以根据圆心角ψ的确定值求解。

根据式(16)可知：

令

式(18)可改写为：

由

设定

式(20)可改写为：

由

令

式(22)可改写为：

结合式(15)、式(21)和式(23)可得：

式中a＝1+F²+H²

外部绳驱机构上的点的坐标可求解得：

同理，外部绳驱机构上的点的/>和/>坐标以及内部绳驱机构上的点/>的/>和/>坐标可以根据式(21)，式(23)和式(25)来求解。

(3)同轴绳驱机器人空间双圆弧构型确定

参考图3a、图3b中，当同轴绳驱机器人在三维空间内工作前，需要预先判断其在空间的整臂构型，以适应在狭小三维空间工作的要求。这里将同轴绳驱机器人的整臂构型与方向向量夹角值相关联，通过判断方向向量的夹角值可以预先判定整臂的空间构型是“C形状”还是“S形状”。理论上讲，/>的方向可以是空间任意向量；而在实际工程中，/>的方向往往受限于设计的机构，外部绳驱机构和内部绳驱机构需要沿着基座运动，即/>的指向与基座的轴向平行。

令平面将/>投影到平面M上，对应的投影矢量为/>将/>投影到平面M上，对应的投影矢量为/>如果/>则称空间双圆弧为“C形状”；如果/>则称空间双圆弧为“S形状”。

由于空间双圆弧是由P₁指向P₂方向的，所以在实际应用时或/>是不合适的。在此不做深入讨论。

(4)同轴绳驱机器人空间双圆弧内外段臂比例及对应刚度

参考图4中，通过调节v的值，可以调节外部绳索机构和内部绳驱机构的比率。外部绳驱机构具有相对大的直径和高刚度，而内部绳驱机构具有相对小的直径和低刚度。对于同一空间位置的操作，如果外部绳驱机构的比值较大，则同轴绳驱机器人的刚度会较高。如果内部绳驱机构的比率较大，则同轴绳驱机器人的刚度会较低。因此，通过调节v的值，可以改变操作期间机器人的刚度，以达到期望的刚度要求。

(5)同轴绳驱机器人与受限空间的最小距离

参考图5中，在三维空间中，空间障碍物到空间障碍物到同轴绳驱机器人的最小距离，可以作为工作空间中障碍物回避的判据。因此可以将障碍物与同轴绳驱机器人最小距离的问题转化为三维空间障碍物中心点O_b与同轴绳驱机器人两段相切圆弧之间的最小距离，然后考虑障碍物的尺寸与内段和外段绳索驱动机构直径尺寸即可。O_b点到P₁P,PP₂弧段的距离为：分别投影O_b到P₁P和PP₂所在平面，得到投影点O_b1和O_b2，O_b1和O_b2分别到P₁P和PP₂的最短距离为d_Ob1P1和d_Ob2P2。

所以三维空间障碍物中心点O_b与同轴绳驱机器人两段相切圆弧之间的最小距离可以定义为d_min

d_min＝min(d₁,d₂) (29)

参考图6所示，由此分析得到启发，可以合理设计结构的尺寸，这样既可以利用空间双圆弧规划同轴绳驱机器人的运动，又可以满足利用结构提高同轴绳驱机器人负载能力的要求。

基于上述方法，本发明还提供了一种同轴绳驱机器人的空间双圆弧轨迹规划系统，包括：

建模单元，用于将三维空间中的同轴绳驱机器人使用空间双圆弧理论进行运动学建模；

空间划分单元，用于基于所建运动学模型，将所述同轴绳驱机器人周围运动学空间分为相互之间映射关系的驱动空间(电机角度-绳索长度)、构型空间(关节-角度)、任务空间(末端-位置)；

角度检测单元，用于检测所述同轴绳驱机器人方向向量之间的夹角值；

构型单元，用于判断所述同轴绳驱机器人方向向量之间的夹角值是否大于零，若判断结果为是，判断所述同轴绳驱机器人的空间构型为“S”型；

规划单元，用于对所述同轴绳驱机器人进行规划处理；

规划结果判断单元，用于判断所述同轴绳驱机器人外部绳驱机构上的点到圆心点的距离是否等于初始圆半径，若判断结果为是，判断所述同轴绳驱机器人方法规划成功。

基于上述方法，本发明还提供一种计算机存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现以下步骤：

将三维空间中的同轴绳驱机器人使用空间双圆弧理论进行运动学建模；

基于所建运动学模型，将所述同轴绳驱机器人周围运动学空间分为相互之间映射关系的驱动空间(电机角度-绳索长度)、构型空间(关节-角度)、任务空间(末端-位置)

实时检测所述同轴绳驱机器人方向向量之间的夹角值；

判断所述同轴绳驱机器人方向向量之间的夹角值是否大于零，若判断结果为是，判断所述同轴绳驱机器人的空间构型为“S”型；

对所述同轴绳驱机器人进行规划处理，计算同轴绳驱机器人整臂曲率圆圆心位置；

实时检测同轴绳驱机器人整臂的实际弧段长度；

判断所述同轴绳驱机器人外部绳驱机构上的点到圆心点的距离是否等于初始圆半径，若判断结果为是，判断所述同轴绳驱机器人方法规划成功。

计算机存储介质上存储的计算机程序的工作过程可参照上述一种同轴绳驱机器人的空间双圆弧规划方法的具体描述，不在赘述。

本发明一种同轴绳驱机器人规划方法及系统、计算机存储介质，将三维空间中的同轴绳驱机器人使用空间双圆弧理论进行运动学建模；基于所建运动学模型，将所述同轴绳驱机器人周围运动学空间分为相互之间映射关系的驱动空间(电机角度-绳索长度)、构型空间(关节-角度)、任务空间(末端-位置)；实时检测所述同轴绳驱机器人方向向量之间的夹角值；判断所述同轴绳驱机器人方向向量之间的夹角值是否大于零，若判断结果为是，判断所述同轴绳驱机器人的空间构型为“S”型；对所述同轴绳驱机器人进行规划处理；判断所述同轴绳驱机器人外部绳驱机构上的点到圆心点的距离是否等于初始圆半径，若判断结果为是，判断所述同轴绳驱机器人方法规划成功。所述同轴绳驱机器人的内外段绳驱臂段等效为空间相交一点，且在交点处有共同切线的两段空间圆弧，用以保证同轴绳驱机器人的臂段以期望的空间位置到达指定的目标处；实现了对同轴绳驱机器人的规划需求、规划结果检测，完成了同轴绳驱机器人的轨迹规划。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可以做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.一种同轴绳驱机器人的空间双圆弧规划方法，其特征在于，包括以下：

对同轴绳驱机器人使用空间双圆弧理论建立运动学模型；

基于所建模型，将所述同轴绳驱机器人周围的运动学空间分为3个空间之间的映射关系，三个空间分别分为：驱动空间——构型空间——任务空间；

根据方向向量的夹角值，预判断同轴绳驱机器人的整臂的空间构型形状；

对所述同轴绳驱机器人进行逆向拟合处理；

根据圆心角的确定值，对所述同轴绳驱机器人外部绳驱机构上关键点的空间位置进行处理；

对所述同轴绳驱机器人进行弧形规划处理；

判断所述同轴绳驱机器人的外部绳驱机构上的点到圆心点的距离是否等于初始圆半径，若判断结果为是，判断所述同轴绳驱机器人空间双圆弧方法规划成功。

2.根据权利要求1所述的同轴绳驱机器人空间双圆弧规划方法，其特征在于：

判断所述同轴绳驱机器人初始运动是否满足机构约束，若判断结果为是，判断所述同轴绳驱机器人可以自主调整在空间中自由可控的相交点，控制所述同轴绳驱机器人绘制空间双圆弧。

3.根据权利要求1所述的同轴绳驱机器人的规划方法，其特征在于，所述同轴绳驱机器人的空间相应输入量，表示空间双圆弧约束方程。

4.根据权利要求1至3任一项所述的同轴绳驱机器人的规划方法，其特征在于，所述同轴绳驱机器人在开始工作前，可以预先控制其整臂的构型，判断所诉同轴绳驱机器人方向向量之间的夹角值是否大于零，若判断结果为是，判断所述同轴绳驱机器人整臂的空间构型为“S”型。

5.根据权利要求1至3任一项所述的同轴绳驱机器人的规划方法，其特征在于，通过调整同轴绳驱机器人重叠部分与分离部分的比例实现所述同轴绳驱机器人的构型调整和臂段比例。

6.同轴绳驱机器人的空间双圆弧规划系统，特征在于，包括，

建模单元，用于将三维空间中的同轴绳驱机器人使用空间双圆弧理论进行运动学建模；

空间划分单元，用于基于所建运动学模型，将所述同轴绳驱机器人周围运动学空间分为相互之间映射关系的驱动空间（电机角度-绳索长度）、构型空间（关节-角度）、任务空间（末端-位置）；

角度检测单元，用于检测所述同轴绳驱机器人方向向量之间的夹角值；

构型单元，用于判断所述同轴绳驱机器人方向向量之间的夹角值是否大于零，若判断结果为是，判断所述同轴绳驱机器人的空间构型为“S”型；

规划单元，用于对所述同轴绳驱机器人进行规划处理；

规划结果判断单元，用于判断所述同轴绳驱机器人外部绳驱机构上的点到圆心点的距离是否等于初始圆半径，若判断结果为是，判断所述同轴绳驱机器人方法规划成功。

7.一种计算机存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现以下步骤：

将三维空间中的同轴绳驱机器人使用空间双圆弧理论进行运动学建模；

基于所建运动学模型，将所述同轴绳驱机器人周围运动学空间分为相互之间映射关系的驱动空间（电机角度-绳索长度）、构型空间（关节-角度）、任务空间（末端-位置）；

实时检测所述同轴绳驱机器人方向向量之间的夹角值；

判断所述同轴绳驱机器人方向向量之间的夹角值是否大于零，若判断结果为是，判断所述同轴绳驱机器人的空间构型为“S”型；

对所述同轴绳驱机器人进行规划处理，计算同轴绳驱机器人整臂曲率圆圆心位置；

实时检测同轴绳驱机器人整臂的实际弧段长度；

判断所述同轴绳驱机器人外部绳驱机构上的点到圆心点的距离是否等于初始圆半径，若判断结果为是，判断所述同轴绳驱机器人方法规划成功。