[发明专利]一种六自由度机械臂逆运动学解析求解控制方法

权利要求书

1.一种六自由度机械臂逆运动学解析求解控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：根据机械臂的构型特征参数建立运动学模型；

步骤2：给定机械臂末端位姿，根据机械臂的逆运动学求解方法依次求解各关节角度，完成运动位置解算；

步骤3：将各关节角度的变化指令输入给各关节驱动器，驱动控制器控制各个关节的电机转动使得各个关节角达到目标角度，实现机械臂的轨迹运动控制。

2.根据权利要求1所述的一种六自由度机械臂逆运动学解析求解控制方法，其特征在于，所述六自由度机械臂的构型包括6个转动关节，第1个关节为圆弧导轨形成的转动关节，后5个关节为模块化转动关节，关节变量分别为角度θ₁、θ₂、θ₃、θ₄、θ₅以及θ₆；其中，第2关节的轴线与第1关节的轴线平行，第3关节的轴线与第2关节的轴线垂直，第4关节、第5关节的轴线与第3关节的轴线平行，第6关节的轴线与第5关节的轴线垂直。

3.根据权利要求1所述的一种六自由度机械臂逆运动学解析求解控制方法，其特征在于，所述机械臂的构型特征参数包括：第i个连杆长度a_i、连杆扭角α_i、连杆偏距d_i、关节角θ_i以及各轴坐标系与基坐标系之间的转换关系。

4.根据权利要求1所述的一种六自由度机械臂逆运动学解析求解控制方法，其特征在于，所述运动学模型为：

根据机械臂的末端坐标系x₆y₆z₆相对于其基坐标系x₀y₀z₀的位姿变换关系由前向运动学方程求得，建立如下方程：

其中，为机械臂末端的位姿在基坐标系中的表示；设已知为：

其中，表示坐标系x₆y₆z₆的三个坐标轴矢量相对于基坐标系x₀y₀z₀的方向余弦组成的3×3矩阵，p_x、p_y、p_z为坐标系x₆y₆z₆的原点在基坐标系x₀y₀z₀的三个坐标轴上的位置。