[发明专利]多自由度臂架的轨迹规划系统、方法及泵车

权利要求书

1.一种多自由度臂架的轨迹规划系统，其特征在于，该系统包括：

直观空间轨迹规划模块，用于根据接收到的关节状态参数和末端指令运动速度参数确定末端运动轨迹，并通过设置的规划算法将末端运动轨迹进行离散，输出离散型运动轨迹参数，所述离散型运动轨迹参数为臂架从起始点至终点之间一系列离散点的位置信息和到达每个离散点所需时间；

速度转换计算模块，用于根据所述离散型运动轨迹参数进行反解处理，获得关节运动速度参数；并对所述关节运动速度参数进行伸缩调整，得到调整后的每个离散点的关节运动速度/时间序列参数，所述关节运动速度/时间序列参数包括在每个离散点以相应关节运动速度运动的时间长度信息；

抗流量饱和模块，用于根据设置的抗流量饱和算法针对所述关节运动速度/时间序列参数，进行抗流量饱和计算得到优化后的各个关节速度信息；

控制模块，用于根据所述优化后的各个关节速度信息，输出泵车的液压执行机构运动速度/时间。

2.如权利要求1所述的轨迹规划系统，其特征在于，该系统还进一步包括：

动静力计算模块，用于根据所述关节状态参数和所述关节运动速度/时间序列参数计算臂架的负载力/力矩，根据臂架结构的几何关系以及所述臂架的负载力/力矩、臂架当前状态以及臂架的当前运动参数，得到各执行机构的负载信息；

功率约束优化模块，用于根据所述关节状态参数、所述关节运动速度/时间序列参数、各所述执行机构的负载信息以及获得的液压系统的功率，计算获得泵的最大输出流量；

且，所述抗流量饱和模块，包括：

全局抗流量饱和模块，用于利用设置的全局抗流量饱和算法，根据所述关节运动速度/时间序列参数实时计算得到每个关节的全局抗饱和流量，其中，所述全局抗流量饱和算法是以关节运动所需总流量与所述泵的最大输出流量之比为关节运动速度优化条件，如果所述关节运动所需总流量与所述泵的最大输出流量之比不小于1，则根据所述关节运动所需总流量与所述泵的最大输出流量的比值调整各个关节运动所需流量，限定所有关节运动所需总流量不超过所述泵的最大输出流量，调整后的各个关节运动所需流量称为对应关节的全局抗饱和流量，所述关节运动所需总流量是各个关节运动所需流量之和，所述各个关节运动所需流量是根据所述关节运动速度/时间序列参数计算得出；

局部抗流量饱和模块，用于根据设置的局部抗流量饱和算法，对单个关节运动所需流量进行优化，其中，所述局部抗流量饱和算法是指以计算出的单个关节运动所需流量和单个关节运动的名义流量之比作为关节运动速度的优化条件，如果计算出的单个关节运动所需流量和单个关节运动的名义流量之比不小于1，则根据所述单个关节运动所需流量和所述单个关节运动的名义流量的比值调整各关节运动所需流量，限定关节联动过程中单个关节运动所需流量不超过单个关节的名义流量。

3.如权利要求1所述的轨迹规划系统，其特征在于，所述速度转换计算模块包括运动学反解模块和速度优化模块，其中，

运动学反解模块，用于根据所述离散型运动轨迹参数进行反解处理，获得所述关节运动速度参数；

所述速度优化模块，用于对所述关节运动速度参数进行伸缩调整，得到调整后的每个离散点的所述关节运动速度/时间序列参数，所述关节运动速度/时间序列参数包括每个离散点以相应关节运动速度运动的时间长度信息。

4.如权利要求1所述的轨迹规划系统，其特征在于，所述规划算法采用运动轨迹的插值算法。

5.如权利要求4所述的轨迹规划系统，其特征在于，所述运动轨迹的插值算法为余弦三角函数。

6.如权利要求1所述的轨迹规划系统，其特征在于，所述末端运动轨迹的离散点呈稀疏状。

7.如权利要求1所述的轨迹规划系统，其特征在于，在所述末端运动轨迹的离散点中，两端侧与中间段的离散点相比分布密；或两端侧与中间段的离散点相比分布稀，且所述末端运动轨迹的离散点的稀疏状态根据不同形状的目标轨迹可变。

8.如权利要求1所述的轨迹规划系统，其特征在于，该系统还进一步包括：

通信模块，用于接收外部控制终端和传感器发出的所述关节状态参数和所述末端指令运动速度参数，并将所述关节状态参数和所述末端指令运动速度参数传输给所述直观空间轨迹规划模块；将所述泵车的液压执行机构运动速度/时间输出给泵车的液压执行机构。