(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210695624.4 (22)申请日 2022.06.20 (71)申请人 成都飞机工业 （集团） 有限责任公司 地址 610092 四川省成 都市青羊区黄田坝 纬一路88号 (72)发明人 刘华森　陈雪梅　聂海平　彭志军　 谢林杉　周文博　王园　 (74)专利代理 机构 广州三环 专利商标代理有限 公司 44202 专利代理师 杨子亮 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 机器人逆解方法、 装置、 设备及 介质 (57)摘要 本申请公开了一种机器人逆解方法、 装置、 设备及介质， 涉及机器人逆解技术领域， 该方法 包括获得 非正交七连杆六自由度机器人的D ‑H参 数； 基于D ‑H参数， 获得等效腕心点； 基于所述等 效腕心点， 将非正交七 连杆六自由度机器人转换 为正交六自由度机器人； 基于转换后的正交六自 由度机器人， 获得非正交七 连杆六自由度机器人 的过渡逆解角度集； 基于所述过渡逆解角度集， 获得最终逆解角度集。 本申请通过上述技术方案 可以解析非正交七连杆六自由度机器人的逆运 动学的解， 从而可以提高正交七 连杆六自由度机 器人逆解效率。 权利要求书5页 说明书13页 附图3页 CN 114952859 A 2022.08.30 CN 114952859 A 1.一种机器人逆解方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 获得非正交七连杆六自 由度机器 人的D‑H参数， D‑H参数包括从Xi‑1轴移动到Xi轴的距离 di、 沿Xi轴， 从Zi轴旋转到Zi+1轴的角度αi、 第i连杆到第i+1连杆间的距离ai‑1和沿Zi轴， 从Xi‑1 轴旋转到Xi轴的正向关节角 θi； 其中， i＝1， 2， 3， 4， 5， 6， 7； 基于D‑H参数， 获得等效腕心点； 基于所述 等效腕心点， 将非正交七连 杆六自由度机器人转换为 正交六自由度机器人； 基于转换后的正交六自由度机器人， 获得非正交七连杆六自由度机器人的过渡逆解角 度集； 对所述过渡 逆解角度集进行修 正， 以获得最终逆解角度集。 2.如权利要求1所述的机器人逆解方法， 其特征在于， 所述基于D ‑H参数， 获得等效腕心 点， 包括： 基于D‑H参数， 构建第三连 杆到第七连 杆间的转换模型； 基于所述 转换模型， 获得 所述等效腕心点。 3.如权利要求2所述的机器人逆解方法， 其特 征在于， 通过如下关系式， 构建第三连 杆到第七连 杆间的转换模型： 其中， r11， r12， ...r33为旋转矩阵参数， px， py， pz为平移矩阵参数； r13＝‑(‑s2θ5cα4‑c2θ5cα4c2α4‑sα4cθ5s2α4)sα4+(‑cθ5cα4s2α4+sα4c2α4)cα4 r23＝‑(‑s2θ5sα4‑c2θ5sα4c2α4+cα4cθ5s2α4)sα4+(‑cθ5sα4s2α4‑cα4c2α4)cα4 r33＝‑(cθ5sθ5(1‑c2α4))sα4‑cα4sθ5s2α4 px＝‑‑(‑s2θ5cα4‑c2θ5cα4c2α4‑sα4cθ5s2α4)sα4d6+(‑cθ5cα4s2α4+sα4c2α4)cα4d6+(‑cθ5cα 4s2α4+sα4c2α4+sα4)d4 py＝‑(‑s2θ5sα4‑c2θ5sα4c2α4+cα4cθ5s2α4)sα4d6+(‑cθ5sα4s2α4‑cα4c2α4)cα4d6+(‑cθ5sα4s2 α4‑cα4c2α4‑cα4)d5‑d4 pz＝‑(cθ5sθ5(1‑c2α4))sα4d6‑cα4sθ5s2α4d6‑sθ5s2α4d5 其中， cθi表示cos( θi)， sθi表示sin( θi)， di表示沿Zi轴， 从Xi‑1轴移动到Xi轴的距离， αi表 示沿Xi轴， 从Zi轴旋转到Zi+1轴的角度， θi为沿Zi轴， 从Xi‑1轴旋转到Xi轴的正向关节角。 4.如权利要求3所述的机器人逆解方法， 其特征在于， 所述基于所述转换模型， 获得所 述等效腕心点， 包括： 获得第一直线和第二直线， 所述第 一直线为经过点P1(px， py， pz)且以(r13， r23， r33)为方 向的直线， 所述第二 直线为经 过点P2(0， 0， 0)且以(0， ‑1， 0)为方向的直线； 获得所述第一 直线和第二 直线的交点， 所述交点 为所述等效腕心点。 5.如权利要求1所述的机器人逆解方法， 其特征在于， 所述对所述过渡逆解角度集进行 修正， 以获得最终逆解角度集的步骤之前， 所述方法还 包括： 基于D‑H参数， 构建从第三连 杆坐标系转换到第六 连杆坐标系的旋转模型； 基于所述旋转模型， 获得第 四连杆耦合转动等效角度、 第五连杆耦合转动等效角度和权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 114952859 A 2第六连杆耦合转动等效角度； 所述对所述过渡 逆解角度集进行修 正， 以获得最终逆解角度集， 包括： 基于所述第四连杆耦合转动等效角度、 所述第五连杆耦合转动等效角度和所述第六连 杆耦合转动等效角度， 对所述过渡 逆解角度集进行修 正， 以获得最终逆解角度集。 6.如权利要求5所述的机器人逆解方法， 其特征在于， 所述过渡逆解角度集中包括第四 过渡逆解角度、 第五过渡 逆解角度和第六 过渡逆解角度； 所述基于所述第四连杆耦合转动 等效角度、 所述第五连杆耦合转动 等效角度和所述第 六连杆耦合转动等效角度， 对所述过渡逆解角度集进行修正， 以获得最终逆解角度集， 包 括： 获得所述第五过渡 逆解角度与所述第四连 杆耦合转动等效角度的偏差值； 基于所述偏差值， 对所述第 四过渡逆解角度和所述第六过渡逆解角度进行修正， 以获 得最终逆解角度集。 7.如权利要求6所述的机器人逆解方法， 其特征在于， 所述基于所述偏差值对所述第四 过渡逆解角度和第六 过渡逆解角度进行修 正， 以获得最终逆解角度集， 包括： 在所述偏差值大于误差阈值范围的情况下， 通过如下关系式， 更新所述第五最终逆解 角度： θ″5＝θ″5+( θ′5‑θ5equ)； 其中， θ ″5表示第五最终逆解角度， θ ′5表示第五过渡逆解角度， θ5equ表示第五过渡 逆解角度； 在所述偏差值小于误差阈值范围的情况 下， 停止对所述第五最终逆解角度的更新； 基于对所述第五最终逆解角度的更新， 对所述第四过渡逆解角度和所述第六过渡逆解 角度进行修 正， 以获得最终逆解角度集。 8.如权利要求5所述的机器人逆解方法， 其特征在于， 通过如下关系式， 构建从第三连 杆坐标系转换到第六 连杆坐标系的旋转模型： 其中， 表示从第j连杆坐标系转换到第 i连杆坐标系的旋转矩阵， 表示基座标系转 换到第六连杆坐标系的旋转矩阵， RT表示旋转矩阵的转置矩阵， r ′11， .......r ′33表示第三 连杆到第六 连杆的旋转矩阵参数， c4表示cos( θ4)， s4表示sin( θ4)， j＝1， 2， 3， 4， 5， 6 。 9.如权利要求5所述的机器人逆解方法， 其特 征在于， 通过如下关系式， 获得 所述第四连 杆耦合转动等效角度： 其中， θ4equ表示第四连杆耦合转动等效角度； r ′13＝c4s5， r ′33＝s4s5， c4表示cos( θ4)， s4 表示sin( θ4)； 通过如下关系式， 获得 所述第五连 杆耦合转动等效角度：权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 114952859 A 3