[发明专利]一种同心管机器人逆运动学求解方法

权利要求书

1.一种同心管机器人逆运动学求解方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、DDA表的生成；

S2、DDA表的使用；

步骤S2包括以下子步骤；

S21、根据目标点的坐标信息确定DDA表中相应列；

S22、确定外管的长度l₁和内管的长度l₂；

S23、确定内管相对世界坐标系的旋转角Φ₂；

S24、将同心管机器人的逆运动学求解结果应用于一个直管和一个弯管组成的同心管机器人的运动控制中，其中，直管为外管，弯管为内管。

2.根据权利要求1所述的同心管机器人逆运动学求解方法，其特征在于，步骤S1包括：首先，同心管机器人的外管长度保持最大值，即l₁＝l_1max，内管坐标系相对世界坐标系的旋转角Φ₂保持为0；然后内管相对于外管进行轴向移动，使内管长度l₂从l_1max运动变化到l_2max，得到一个6行n列的DDA表，其中，DDA表的前三行分别是外管的长度l₁，内管的长度l₂和内管的旋转角Φ₂，表的后三行是同列输入量下同心管机器人末端位置在x，y，z轴的分量。

3.根据权利要求2所述的同心管机器人逆运动学求解方法，其特征在于：内管长度l₂从l_1max变化到l_2max，这个运动过程表示内管相对外管的运动过程；初始状态时，内管、外管完全重合，即内管完全嵌套在外管内；运动过程中，内管相对于外管进行轴向移动，即内管逐渐伸出外管；假设用s表示内管伸出外管的伸出弧长，则内管长度l₂从l_1max运动变化到l_2max就是内管长度l₂以一定的增量逐步增加，内管逐步伸出外管，从s＝0到s＝l₂₁的过程，其中l₂₁表示内管远离安装端第1段弯曲部分的弧长。

4.根据权利要求3所述的同心管机器人逆运动学求解方法，其特征在于：在步骤S2中，已知同心管机器人可行空间内任意一点的坐标(x_i，y_i，z_i)，从DDA表中求得的数据是外管的长度l₁，内管的长度l₂和内管相对世界坐标系的旋转角Φ₂。

5.根据权利要求4所述的同心管机器人逆运动学求解方法，其特征在于，在步骤S21包括：当同心管机器人的内管相对世界坐标系转动一周时，内管上的任意弧长s处的点都在空间画出来一个轨迹圆，而内管相对外管末端的伸出弧长决定了这个轨迹圆的大小；因此用该轨迹圆的半径r来选择DDA表中的对应的列，将目标点对应的旋转半径r与DDA表中末端点对应的旋转半径r_i一一比较，差值最小的一列被选出，为后面的机器人输入量求解做准备。