[发明专利]一种机械臂运动学形式化分析方法

权利要求书

1.一种机械臂运动学形式化分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，确定机械臂机构的结构参数；

步骤二，用高阶逻辑语言建立机械臂机构运动学逻辑模型；

步骤三，用逻辑公式描述需要验证的运动学约束或属性；

步骤四，将机械臂机构运动学逻辑模型和需要验证的运动学约束或属性组成一个逻辑命题；

步骤五，利用逻辑推理引擎证明所述逻辑命题是否成立，成立表明所述模型满足所述的约束或者具备所述的属性，否则，不成立表明所述模型不满足所述的约束或者不具备所述的属性。

2.根据权利要求1所述的机械臂运动学形式化分析方法，其特征在于，所述步骤二中，机械臂机构运动学逻辑模型是基于旋量理论或D-H参数法的高阶逻辑形式化表达。

3.根据权利要求2所述的机械臂运动学形式化分析方法，其特征在于，所述机械臂为n自由度旋转机械臂，其参数为：α_i表示各旋转副转动轴之间的扭角，a_i表示相邻两旋转副之间的偏距量，即连杆长度，d_i表示两相邻旋转副的旋转轴之间公法线垂足之间的距离，θ_i表示旋转副旋转的角度，i＝1,2,3…n；

根据上述参数依次确定各旋转关节的旋量坐标为：

其中，表示旋量的原部，表示旋量的偶部，i＝1,2,3，旋量通过如下的方式确定：

z‾1=(0,0,1)Tz‾2=eθ1z^1z1z‾3=eθ2z^2eθ1z^1z1...z‾n=eθnz^n...eθ2z^2eθ1z^1z1]]>

p‾1=p1=(0,0,1)Tp‾2=eθ1z^1p2p‾3=eθ2z^2eθ1z^1p3...p‾n=eθnz^n...eθ2z^2eθ1z^1pn]]>

其中，z_i,p_i分别表示机械臂第i个旋转副在初始状态下的旋转轴和位置矢量。