[发明专利]一种基于Tau-E的机器人轨迹规划方法

权利要求书

1.一种基于Tau-E的机器人轨迹规划方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、构造合理的指数型虚拟制导函数，以使Tau-E机器人轨迹方程具有柔顺性；

S2、根据基于所述指数型虚拟制导函数的Tau理论公式获取虚拟制导Tau方程；

S3、引入耦合系数，将真实运动的Tau方程与虚拟制导Tau方程进行耦合，得到耦合式方程；

S4、求解耦合式方程，进而获得Tau-E机器人轨迹方程；

S5、求解Tau-E机器人轨迹方程中的耦合系数，进而根据Tau-E机器人轨迹方程在机器人的关节空间内或笛卡尔空间内规划机器人柔顺轨迹。

2.根据权利要求1所述的基于Tau-E的机器人轨迹规划方法，其特征在于，所述步骤S1中的指数型虚拟制导函数表示为：

式(1)中，t表示时间。

3.根据权利要求2所述的基于Tau-E的机器人轨迹规划方法，其特征在于，所述步骤S2中的虚拟制导Tau方程表示为：

式(2)中，表示E(t)的一阶导数。

4.根据权利要求3所述的基于Tau-E的机器人轨迹规划方法，其特征在于，所述步骤S3中的耦合式方程表示为：

式(3)中，x(t)表示位置，表示速度，k表示耦合系数。

5.根据权利要求4所述的基于Tau-E的机器人轨迹规划方法，其特征在于，所述步骤S4中的Tau-E机器人轨迹方程表示为：

式(4)中，x₀表示初末位置差，表示加速度。

6.根据权利要求5所述的基于Tau-E的机器人轨迹规划方法，其特征在于，所述步骤S5中求解Tau-E机器人轨迹方程中耦合系数k的公式表示为：

式(5)中，t_max表示机器人轨迹总时间，ε为常数。

7.根据权利要求5所述的基于Tau-E的机器人轨迹规划方法，其特征在于，所述步骤S5中根据Tau-E机器人轨迹方程在机器人的关节空间内或笛卡尔空间内规划机器人柔顺轨迹的具体实现方式包括：

S51、选择机器人轨迹规划空间，若选择关节空间，则进入步骤S52；若选择笛卡尔空间，则进入步骤S53；

S52、计算各个关节的初末位置差，然后根据Tau-E机器人轨迹方程规划机器人柔顺轨迹；

S53、计算机器人机械臂末端的初末位置差，然后根据Tau-E机器人轨迹方程规划机器人柔顺轨迹。