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申请/专利权人：哈尔滨工业大学
申请日：2023-09-15
公开（公告）日：2024-06-14
公开（公告）号：CN117245653B
主分类号：B25J9/16
分类号：B25J9/16
优先权：
专利状态码：有效-授权
法律状态：2024.06.14#授权;2024.01.05#实质审查的生效;2023.12.19#公开
摘要：一种空间机械臂抓捕非合作喷管的运动规划方法，它涉及一种运动规划方法。本发明为了解决现有轨迹规划算法存在较多缺陷，难以满足实际抓捕需求的问题。本发明由视觉跟踪阶段和直接对接阶段两部分组成，视觉跟踪阶段是根据目标位姿反馈，动态规划机械臂接近至翻滚卫星喷管端面的轨迹，直接对接阶段是规划机械臂沿对接方向的运动速度，在笛卡尔空间下期望轨迹仅有位置变化，无姿态调整，依赖末端执行器头部主动变形适应喷管的姿态变化。本发明属于航空航天领域。
主权项：1.一种空间机械臂抓捕非合作喷管的运动规划方法，其特征在于：所述一种空间机械臂抓捕非合作喷管的运动规划方法由视觉跟踪阶段和直接对接阶段两部分组成，视觉跟踪阶段是根据目标位姿反馈，动态规划机械臂接近至翻滚卫星喷管端面的轨迹，直接对接阶段是规划机械臂沿对接方向的运动速度，在笛卡尔空间下期望轨迹仅有位置变化，无姿态调整，依赖末端执行器头部主动变形适应喷管的姿态变化；视觉跟踪阶段采用多项式插值法规划五次多项式插值算法能保障位置、速度和加速度曲线连续，其插值通式及边界约束条件如下：st＝a0+a1t+a2t2+a3t3+a4t4+a5t5s0＝0，stf＝sf 整理得一维的五次多项式插值式： 公式1和2中，Initsf表示初始时刻末端期望轨迹点相对于初始轨迹点的初始偏差值，tf表示规划时长，st-Initsf的差值表示为反向规划值，即规划点相对于期望末端轨迹点的偏差； 将此算法拓展到六维，即通过对位置量Dx，Dy，Dz和姿态量ZYX欧拉角Ex，Ey，Ez进行五次多项式插值，完成视觉跟踪阶段的反向规划；直接对接阶段只需对位置量Dx规划，其他位姿量Dy，Dz，Ex，Ey，Ez规划值为0，为使加速度曲线是平滑连续的，基于正弦函数分段规划了直线轨迹，算法具体形式为： 公式4、5、6中Amax＝25πxf8T2为最大加速度值；xf为总的规划值，即机械臂末端坐标系X轴向的预期进给总长，T为总的规划时长。
全文数据：
权利要求：
百度查询： 哈尔滨工业大学 一种空间机械臂抓捕非合作喷管的运动规划方法
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