[发明专利]一种全向移动机器人及其控制方法

权利要求书

1.一种全向移动机器人，其特征在于，包括六轴机械臂(1)和全向移动平台(2)，所述六轴机械臂(1)包括第一关节轴(101)、第二关节轴(102)、第三关节轴(103)、第四关节轴(104)、第五关节轴(105)和第六关节轴(106)，所述第一关节轴(101)连接在所述全向移动平台(2)上，所述第一关节轴(101)的输出端连接所述第二关节轴(102)，所述第二关节轴(102)的输出端连接所述第三关节轴(103)，所述第三关节轴(103)的输出端连接所述第四关节轴(104)，所述第四关节轴(104)的输出端连接所述第五关节轴(105)，所述第五关节轴(105)的输出端连接所述第六关节轴(106)；所述第一关节轴(101)的旋转轴分别与所述全向移动平台(2)的自转旋转轴和所述第二关节轴(102)的旋转轴垂直，所述第三关节轴(103)的旋转轴分别与所述第二关节轴(102)的旋转轴和所述第四关节轴(104)的旋转轴垂直，所述第五关节轴(105)的旋转轴分别与所述第四关节轴(104)的旋转轴和所述第六关节轴(106)的旋转轴垂直；所述全向移动平台(2)的自转旋转轴、所述第一关节轴(101)的旋转轴和所述第二关节轴(102)的旋转轴的轴线交于同一点构成球形腕结构，所述第四关节轴(104)的旋转轴、所述第五关节轴(105)的旋转轴和所述第六关节轴(106)的旋转轴的轴线交于同一点构成球形腕结构。

2.根据权利要求1所述的一种全向移动机器人，其特征在于，所述第一关节轴(101)的输出端与所述第二关节轴(102)之间、所述第二关节轴(102)的输出端与所述第三关节轴(103)之间、所述第三关节轴(103)的输出端与所述第四关节轴(104)之间、所述第四关节轴(104)的输出端与所述第五关节轴(105)之间以及所述第五关节轴(105)的输出端与所述第六关节轴(106)之间均通过连杆连接。

3.根据权利要求1所述的一种全向移动机器人，其特征在于，还包括机械臂连接座(3)，所述机械臂连接座(3)固定在所述全向移动平台(2)上，所述第一关节轴(101)连接在所述机械臂连接座(3)上。

4.根据权利要求1所述的一种全向移动机器人，其特征在于，所述全向移动平台(2)采用麦克纳姆轮作为驱动形式。

5.根据权利要求1所述的一种全向移动机器人，其特征在于，所述全向移动平台(2)采用全向轮作为驱动形式。

6.根据权利要求1所述的一种全向移动机器人，其特征在于，所述全向移动平台(2)采用舵轮作为驱动形式。

7.根据权利要求1所述的一种全向移动机器人，其特征在于，所述第六关节轴(106)的输出端用于连接执行机构。

8.根据权利要求1至7任一项所述的一种全向移动机器人的控制方法，其特征在于，包括：

依次将所述全向移动平台(2)的自转旋转轴、所述六轴机械臂(1)的第一关节轴(101)、第二关节轴(102)、第三关节轴(103)、第四关节轴(104)、第五关节轴(105)和第六关节轴(106)定义为第一轴至第七轴，建立等效七轴机械臂逆运动学模型；

将所述六轴机械臂(1)在全局坐标系下的末端任务轨迹，分解为在等效七轴机械臂坐标系下的等效七轴机械臂末端任务轨迹和在全局坐标系下的所述全向移动平台(2)的平移运动轨迹；对于等效七轴机械臂坐标系，其姿态与全局坐标系始终一致，位置固定于所述全向移动平台(2)自转旋转轴上任意点；

将所述在等效七轴机械臂坐标系下的等效七轴机械臂末端任务轨迹作为所述等效七轴机械臂逆运动学模型的输入，输出所述全向移动平台(2)的自转旋转轴、六轴机械臂(1)的第一关节轴(101)、第二关节轴(102)、第三关节轴(103)、第四关节轴(104)、第五关节轴(105)和第六关节轴(106)的运动轨迹；

根据所述全向移动平台(2)的构型，建立全向移动平台逆运动学模型；

根据所述全向移动平台(2)的平移运动轨迹和所述全向移动平台(2)的自转旋转轴的运动轨迹，相加得到所述全向移动平台(2)的实际运动轨迹；

将所述全向移动平台(2)的实际运动轨迹作为所述全向移动平台逆运动学模型的输入，输出所述全向移动平台(2)的每个驱动轮的运动轨迹。