[发明专利]基于微分几何的空间机械臂建模方法

摘要

本发明公开了一种基于微分几何的空间机械臂建模分析方法。在选定机械臂系统各级刚体零位的基础上，计算给出零位关节矢量、质心关节矢量、惯量矩阵等初始化条件，计算与惯性参数相关的矩阵及坐标位置矩阵。通过正向递推计算各连杆的广义速度，再逆向递推计算各连杆的广义力。最后将各量代入矩阵，写成紧凑形式的动力学方程。该模型具有模型形式统一，运算量小，提高空间机械臂模型计算效率和精度，从而提高空间机械臂的设计精度。本发明也可用于其他空间多刚体系统的建模。

主权项

一种基于微分几何的空间机械臂建模方法，其特征在于，步骤如下：步骤一：选定机械臂系统零位，写出零位关节矢量S∈se(3)、质心关节矢量r，惯量矩阵I；步骤二：计算与惯性参数相关的正定对称阵J，坐标位置矩阵M∈SE(3)，SE(3)表示特殊欧氏群；步骤三：正向递推计算各连杆的广义速度；步骤四：给定作用在末端执行器上的广义力Fn+1，逆向递推计算各连杆的广义力；步骤五：将各量代入矩阵，写成紧凑形式的动力学方程。