[发明专利]软体机械臂的运动学模型的校正方法

权利要求书

1.一种软体机械臂的运动学模型的校正方法，用于对描述软体机械臂的运动状态的运动学模型进行校正，

软体机械臂包括M个软体驱动器(1)，软体驱动器(1)通过连接结构(2)沿轴向首尾密封连接，软体驱动器包括沿周向等距排布的Z个波纹管状的气囊体(11)，每个气囊体(11)包括多个波纹小节，波纹小节分布的中心为特征点，

M个软体驱动器(1)从软体机械臂固定端起依次排列为第一个软体驱动器，第二个软体驱动器，……，第M个软体驱动器；每个软体驱动器(1)的Z个气囊体(11)从同一方位沿周向依次排列为第一个气囊体，第二个气囊体，……，第Z个气囊体；M个软体驱动器(1)上波纹小节的个数依次为N₁，N₂，……，N_M；M个软体驱动器(1)上特征点的个数依次为N₁，N₂，……，N_M；

其特征在于，包括以下步骤：

软体机械臂的本体坐标系为设于软体机械臂的固定底端的xyz坐标系，采用观测仪观测软体机械臂的位置，观测仪的观测坐标系为XYZ坐标系，确定本体坐标系与观测坐标系的变换关系；

分别向M个软体驱动器的(M*Z)个气囊体中输入相同和/或不同的压力，使软体机械臂形成多种运动状态，并且采用观测仪测量出每种运动状态下的软体机械臂上各个特征点在观测坐标系中位置坐标；

根据本体坐标系与观测坐标系的变换关系，将特征点在观测坐标系中位置坐标变换到本体坐标系中，获得每种运动状态下的软体机械臂上各个特征点在本体坐标系中实际位置坐标；

将每种运动状态下分别输入至M个软体驱动器的(M*Z)个气囊体中的压力值代入软体机械臂的运动学模型中，获得每种运动状态下的软体机械臂上各个特征点在本体坐标系中理论位置坐标；

根据各种运动状态下软体机械臂上各个特征点的实际位置坐标与理论位置坐标之间的关系对软体机械臂的运动学模型进行校正，确定软体机械臂的校正后的运动学模型；

软体机械臂的运动学模型为：r_i,j＝(x_i,j,y_i,j,z_i,j)＝f(P；N_i,R_in,R_out,l₀,k,a,T)，

其中，

r_i,j＝(x_i,j,y_i,j,z_i,j)为软体机械臂的运动学模型中第i个软体驱动器第j个特征点在软体机械臂的本体坐标系中的理论位置坐标，

P＝{P₁₁,P₁₂,...,P_1Z,P₂₁,P₂₂,...,P_2Z,...,P_M1,P_M2,...,P_MZ}为输入M个软体驱动器的各个气囊体中的压力值，

N_i为第i个软体驱动器上的波纹小节的个数，R_in为气囊体的内半径、R_out为气囊体的外半径、l₀为未充气时气囊的原始长度、k为气囊体伸缩变形的弹性系数、a为气囊体之间的间距、T为软体驱动器之间连接结构的厚度，

设软体机械臂的校正后的运动学模型为：

其中，为软体机械臂的校正后的运动学模型中第i个软体驱动器第j个特征点在软体机械臂的本体坐标系中的位置坐标，

C₀是对软体机械臂的运动学模型的比例修正，C₁～C₇是对软体机械臂的运动学模型的各项输入参数的比例修正，

根据各种运动状态下软体机械臂上各个特征点的实际位置坐标与理论位置坐标之间的关系确定校正参数为C_i(i＝0,1,...,7)。