一种关节部分失效故障空间机械臂运动能力优化方法

    公开(公告)号:CN114734441A

    公开(公告)日:2022-07-12

    申请号:CN202210414943.3

    申请日:2022-04-15

    Abstract: 本发明实施例提供了一种关节部分失效故障空间机械臂运动能力优化方法,包括:依据关节部分失效故障特征建立基座漂浮的关节部分失效空间机械臂运动学及动力学模型,进而获得故障机械臂运动学及动力学耦合关系,进而基于关节部分失效故障空间机械臂的运动学和动力学模型,构建以末端轨迹跟踪与基座自扰抑制为控制目标的系统状态空间方程,进而分别在关节速度/力矩部分失效情况下,基于滑模控制方法设计可克服系统不确定性参数影响的容错控制器,实现机械臂末端轨迹跟踪与基座姿态自扰抑制,然后基于空间机械臂冗余特性,分别在关节速度部分失效与关节力矩部分失效容错控制率中引入随机变量,建立机械臂运动能力优化模型,并将其与基座扰动情况下的容错控制系统结合,同时实现关节部分失效故障空间机械臂的末端轨迹跟踪、基座姿态自扰抑制与运动能力优化。

    一种关节锁定故障空间机械臂停机优化方法

    公开(公告)号:CN111923037A

    公开(公告)日:2020-11-13

    申请号:CN202010582797.6

    申请日:2020-06-23

    Abstract: 本发明实施例提供了一种关节锁定故障空间机械臂停机优化方法,包括:依据关节锁定故障空间机械臂标准化处理后的各运动能力指标,基于改进的层次分析法和熵值法求解各运动能力指标的权重,实现机械臂运动能力的综合表征,构建关节锁定故障空间机械臂停机构型优选模型,进而基于蒙特卡洛数值法求解停机构型优选模型,获得关节锁定故障机械臂的最优停机构型,然后考虑停机运动特点基于六次多项式对机械臂进行运动规划,进而考虑停机过程中机械臂的安全性和稳定性,构建并求解空间机械臂停机运动优化模型,完成关节锁定故障空间机械臂的停机优化。根据本发明实施例提供的技术方案,可实现关节锁定故障空间机械臂的安全稳定停机。

    一种关节部分失效故障空间机械臂运动能力优化方法

    公开(公告)号:CN114734441B

    公开(公告)日:2023-11-24

    申请号:CN202210414943.3

    申请日:2022-04-15

    Abstract: 本发明实施例提供了一种关节部分失效故障空间机械臂运动能力优化方法,包括:建立关节部分失效故障空间机械臂运动学和动力学模型,进而获得故障机械臂运动学及动力学耦合关系,基于故障机械臂运动学和动力学模型,构建以末端轨迹跟踪与基座自扰抑制为控制目标的系统状态空间方程,进而分别在关节速度/力矩部分失效情况下,基于滑模控制设计可克服系统不确定性项影响的容错控制器,实现机械臂末端轨迹跟踪与基座姿态自扰抑制,然后基于空间机械臂冗余特性,建立机械臂运动能力优化模型,(56)对比文件雷荣华等.柔性空间机械臂的自适应H∞容错抑振混合控制.2020,第41卷(第4期),全文.雷荣华等.空间机器人执行器部分失效故障的终端滑模容错控制.2019,第30卷(第8期),全文.

    一种高欠驱动空间机械臂运动灵巧性评估方法

    公开(公告)号:CN114536348A

    公开(公告)日:2022-05-27

    申请号:CN202210369777.X

    申请日:2022-04-08

    Abstract: 本发明实施例提供了一种高欠驱动空间机械臂运动灵巧性评估方法,包括:依据常态下空间机械臂数学模型,获得高欠驱动空间机械臂运动学及动力学模型,并根据基座自由漂浮状态以及故障关节自由摆动特征,处理动力学模型中惯性耦合矩阵;依据所述处理后的动力学模型中惯性耦合矩阵,获得系统动力学雅可比,构造高欠驱动空间机械臂动力学可操作度、动力学条件数、动力学最小奇异值指标;依据所述动力学可操作度、动力学条件数、动力学最小奇异值指标,建立运动灵巧性退化程度评估指标。根据本发明实施例提供的技术方案,可为高欠驱动空间机械臂运动优化方法的设计提供依据。

    一种欠驱动高自由度机械臂被动关节角度调整方法

    公开(公告)号:CN107813312B

    公开(公告)日:2020-08-18

    申请号:CN201711237514.9

    申请日:2017-11-30

    Abstract: 本发明实施例提供了一种欠驱动高自由度机械臂被动关节角度调整方法,实现了高自由度机械臂任一关节处于欠驱动状态时的角度调整,包括:通过对欠驱动高自由度机械臂进行模型重构,实现机械臂高自由度向仅包含主动关节和被动关节的低自由度机械臂的转化;采用拉格朗日方程建立模型重构机械臂主被动关节轴线处于任意相互位置时的动力学耦合关系;基于所建立的动力学耦合关系,通过控制主动关节运动,实现欠驱动高自由度机械臂被动关节的角度调整。根据本发明实施例提供的技术方案,可实现欠驱动高自由度机械臂被动关节的角度调整。

    一种单关节故障空间机械臂位姿可达空间求解方法

    公开(公告)号:CN107598929A

    公开(公告)日:2018-01-19

    申请号:CN201711006927.6

    申请日:2017-10-25

    Abstract: 本发明实施例提供了一种单关节故障空间机械臂位姿可达空间求解方法,实现了任一关节故障锁定后空间机械臂可达位姿退化情况的量化分析,包括:基于关节人为限位求解单关节故障锁定的空间机械臂退化工作空间;构建姿态可达度指标,求解面向任务的空间机械臂期望姿态;综合期望姿态与退化工作空间内各散点坐标构建机械臂末端位姿集,筛选其中存在逆解的位姿,获得单关节故障的空间机械臂位姿可达空间。根据本发明实施例提供的技术方案,可以实现任一关节故障锁定的空间机械臂位姿可达空间求解。

    一种高欠驱动空间机械臂运动灵巧性评估方法

    公开(公告)号:CN114536348B

    公开(公告)日:2023-05-26

    申请号:CN202210369777.X

    申请日:2022-04-08

    Abstract: 本发明实施例提供了一种高欠驱动空间机械臂运动灵巧性评估方法,包括:依据常态下空间机械臂数学模型,获得高欠驱动空间机械臂运动学及动力学模型,并根据基座自由漂浮状态以及故障关节自由摆动特征,处理动力学模型中惯性耦合矩阵;依据所述处理后的动力学模型中惯性耦合矩阵,获得系统动力学雅可比,构造高欠驱动空间机械臂动力学可操作度、动力学条件数、动力学最小奇异值指标;依据所述动力学可操作度、动力学条件数、动力学最小奇异值指标,建立运动灵巧性退化程度评估指标。根据本发明实施例提供的技术方案,可为高欠驱动空间机械臂运动优化方法的设计提供依据。

    一种空间机械臂任务轨迹规划域构建方法

    公开(公告)号:CN109571483B

    公开(公告)日:2021-12-17

    申请号:CN201910006517.4

    申请日:2019-01-04

    Abstract: 本发明实施例提供了一种空间机械臂任务轨迹规划域构建方法,包括:依据基座自由漂浮空间机械臂的一般运动学模型,获得空间机械臂等效虚拟机械臂模型;依据所述空间机械臂等效虚拟机械臂模型,获得空间机械臂不同基座控制模式下的表征空间;依据所述空间机械臂不同基座控制模式下的表征空间,获得空间机械臂任务轨迹规划域。根据本发明实施例提供的技术方案,可有效提高基座自由漂浮空间机械臂任务轨迹规划的成功率。

    一种单关节故障空间机械臂位姿可达空间求解方法

    公开(公告)号:CN107598929B

    公开(公告)日:2020-04-21

    申请号:CN201711006927.6

    申请日:2017-10-25

    Abstract: 本发明实施例提供了一种单关节故障空间机械臂位姿可达空间求解方法,实现了任一关节故障锁定后空间机械臂可达位姿退化情况的量化分析,包括:基于关节人为限位求解单关节故障锁定的空间机械臂退化工作空间;构建姿态可达度指标,求解面向任务的空间机械臂期望姿态;综合期望姿态与退化工作空间内各散点坐标构建机械臂末端位姿集,筛选其中存在逆解的位姿,获得单关节故障的空间机械臂位姿可达空间。根据本发明实施例提供的技术方案,可以实现任一关节故障锁定的空间机械臂位姿可达空间求解。

    一种空间机械臂故障关节最优锁定角度求解方法

    公开(公告)号:CN107627305A

    公开(公告)日:2018-01-26

    申请号:CN201711007220.7

    申请日:2017-10-25

    Abstract: 本发明实施例提供了一种满足综合运动性能要求的空间机械臂自由摆动故障关节最优锁定角度求解方法,包括:通过对最小奇异值、条件数、可操作度指标进行归一化处理,构造空间机械臂关节空间综合运动性能指标;基于解析法求解空间机械臂故障关节锁定在不同角度时的构型,利用综合运动性能指标筛选满足综合运动性能要求的构型以形成空间机械臂优选构型集;求解故障关节锁定在优选构型集对应的不同锁定角度时空间机械臂退化工作空间体积,选最大体积对应的锁定角度为空间机械臂故障关节最优锁定角度。根据本发明实施例提供的技术方案,可以实现空间机械臂自由摆动故障关节最优锁定角度的求解。

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