[发明专利]机械臂最优工作空间的确定方法及装置

权利要求书

1.一种机械臂最优工作空间的确定方法，其特征在于，包括：

根据目标机械臂的特征参数表建立所述目标机械臂的运动学方程，并获取所述目标机械臂的雅克比矩阵，所述特征参数表包括所述目标机械臂的连杆数量，每条连杆的连杆长度、连杆扭曲，连杆偏置，以及任意两个相邻连杆之间的关节角度范围；

根据所述特征参数表获取多个待确定参数组，每个所述待确定参数组包括所述目标机械臂的连杆数量，每条连杆的连杆长度、连杆扭曲，连杆偏置，以及任意两个相邻连杆之间的关节角度，每个待确定参数组包括的任意两个相邻连杆之间的关节角度均位于所述特征参数表包括的对应的关节角度范围内；

根据所述运动学方程、所述雅克比矩阵和所述多个待确定参数组，分别获取每个待确定参数组对应的所述目标机械臂的末端笛卡尔空间和所述末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数；

根据所述每个待确定参数组对应的所述末端笛卡尔空间和所述末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数确定所述目标机械臂的最优工作空间。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述每个待确定参数组对应的所述末端笛卡尔空间和所述末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数确定所述目标机械臂的最优工作空间包括：

将所述每个待确定参数组对应的末端笛卡尔空间中雅克比矩阵条件数最小的末端笛卡尔空间确定为所述目标机械臂的最优工作空间。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述特征参数表获取多个待确定参数组包括：

通过蒙特卡洛法分别在所述特征参数表包括的任意两个相邻连杆之间的关节角度范围内获取所述多个待确定参数组包括的任意两个相邻连杆之间的关节角度。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述多个待确定参数组中每个待确定参数组对应的所述目标机械臂的末端笛卡尔空间的仿真图。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述目标机械臂的最优工作空间安装和设置所述目标机械臂。

6.一种机械臂最优工作空间的确定装置，其特征在于，包括：

参数表获取模块，用于根据目标机械臂的特征参数表建立所述目标机械臂的运动学方程，并获取所述目标机械臂的雅克比矩阵，所述特征参数表包括所述目标机械臂的连杆数量，每条连杆的连杆长度、连杆扭曲，连杆偏置，以及任意两个相邻连杆之间的关节角度范围；

参数组获取模块，用于根据所述特征参数表获取多个待确定参数组，每个所述待确定参数组包括所述目标机械臂的连杆数量，每条连杆的连杆长度、连杆扭曲，连杆偏置，以及任意两个相邻连杆之间的关节角度，每个待确定参数组包括的任意两个相邻连杆之间的关节角度均位于所述特征参数表包括的对应的关节角度范围内；

空间获取模块，用于根据所述运动学方程、所述雅克比矩阵和所述多个待确定参数组，分别获取每个待确定参数组对应的所述目标机械臂的末端笛卡尔空间和所述末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数；

确定模块，用于根据所述每个待确定参数组对应的所述末端笛卡尔空间和所述末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数确定所述目标机械臂的最优工作空间。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述根确定模块包括：

确定子模块，用于将所述每个待确定参数组对应的末端笛卡尔空间中雅克比矩阵条件数最小的末端笛卡尔空间确定为所述目标机械臂的最优工作空间。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述参数组获取模块包括：

参数组获取子模块，用于通过蒙特卡洛法分别在所述特征参数表包括的任意两个相邻连杆之间的关节角度范围内获取所述多个待确定参数组包括的任意两个相邻连杆之间的关节角度。

9.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

仿真模块，用于获取所述多个待确定参数组中每个待确定参数组对应的所述目标机械臂的末端笛卡尔空间的仿真图。