(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 202210838806.2 (22)申请日 2022.07.13 (71)申请人 安徽省配天机 器人集团有限公司 地址 233090 安徽省蚌埠市东海大道6 525 号 (72)发明人 李康宁　 (74)专利代理 机构 深圳市威世博知识产权代理 事务所(普通 合伙) 44280 专利代理师 杨尚 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) B25J 9/06(2006.01) (54)发明名称 机器人的运动学逆解方法、 机器人及计算机 可读存储介质 (57)摘要 本申请公开了一种机器人的运动学逆解方 法、 机器人及计算机可读存储介质， 该运动学逆 解方法包括： 获取机器人各个关节轴在前一采样 时刻的关节变量值； 根据各个关节轴的关节变量 值， 确定三个奇异参数； 分别将三个奇异参数代 入各自对应的预设函数， 得到三个 奇异参数各自 对应的阻尼系数， 其中， 三个奇异参数各自对应 的预设函数的二阶导函数均为连续函数； 分别根 据各个奇异参数以及奇异参数各自对应的阻尼 系数， 确定三个奇异参数各自对应的阻尼倒数； 根据各个 奇异参数对应的阻尼倒数， 确定机器人 各个关节轴在当前采样时刻的角速度。 本申请的 逆解方法可以保证机器人在进入奇异区域时加 速度是连续的。 权利要求书2页 说明书7页 附图1页 CN 115179288 A 2022.10.14 CN 115179288 A 1.一种机器人的运动学逆解方法， 其特征在于， 所述机器人至少包括固定机架、 第 一关 节轴、 第二关节轴、 第三关节轴、 第四关节轴、 第五关节轴以及第六关节轴， 所述第一关节轴 安装在所述固定机架上， 所述第一关节轴至所述第六关节轴依次连接， 所述第四关节轴、 所 述第五关节轴以及所述第六关节轴的关节轴线相交于第一 点， 所述方法包括： 获取所述机器人 各个所述关节轴在前一采样时刻的关节变量 值； 根据各个所述关节轴的所述关节变量值， 确定三个奇异参数， 其中， 当所述三个奇异参 数中的第一奇异 参数为零时， 所述第一关节轴的角速度为无穷大， 当第二奇异 参数为零时， 所述第二关节轴和所述第三关节轴的角速度为无穷大， 当第三奇异参数为零时， 所述第四 关节轴和所述第六关节轴的角速度为无穷大； 分别将三个所述奇异参数代入各自对应的预设函数， 得到三个所述奇异参数各自对应 的阻尼系 数， 其中， 三个所述奇异参数各自对应的所述预设函数 的二阶导函数均为连续函 数； 分别根据 各个所述奇异参数以及所述奇异参数各自对应的所述阻尼系数， 确定三个所 述奇异参数 各自对应的阻尼倒数； 根据各个所述奇异参数对应的所述阻尼倒数， 确定所述机器人各个所述关节轴在 当前 采样时刻的角速度。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 每个所述奇异参数对应的所述预设函数均 为分段函数， 其中， 当所述奇异 参数的绝对值小于或者等于对应的奇异阈值时， 利用第一段 函数确定对应的所述阻尼系 数， 当所述奇异参数 的绝对值大于对应的所述奇异阈值时， 利 用第二段函数确定对应的所述阻尼系数； 其中， 所述第二段函数为常数函数， 所述第一段函数在所述奇异阈值处的值等于所述 第二段函数在 任意一处的值， 以及所述第一段函数的一阶导函数在所述奇异阈值处的值为 零。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 各个所述奇异参数对应的所述第 二段函数 在任意一处的值均为 零。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 当所述奇异参数的绝对值小于或者等于对 应的所述奇异阈值时， 利用如下公式确定对应的所述阻尼系数： λ＝ λ0(1‑|k|/ ε )(1 ‑|k|/ ε )， 其中， k为所述奇异参数， λ为所述 奇异参数对应的所述阻尼 系数， λ0为所述奇异参数对应的标准阻尼系数， ε为所述奇异参数对应的所述奇异阈值。 5.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 不同所述奇异参数对应的所述标准阻尼系 数相同或者 不同， 不同所述奇异参数对应的所述奇异阈值相同或者 不同。 6.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 不同所述奇异参数对应的所述预设函数相 同或者不同。 7.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述根据各个所述奇异参数对应的所述阻 尼倒数， 确定所述机器人 各个所述关节轴在当前采样时刻的角速度的步骤， 包括： 根据所述第一奇异参数对应的所述阻尼倒数以及所述第二奇异参数对应的所述阻尼 倒数， 确定第一 雅各比矩阵； 根据所述第三奇异参数， 确定第二 雅各比矩阵； 根据所述第一雅各比矩阵， 确定所述第一关节轴、 所述第二关节轴以及所述第三关节权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115179288 A 2轴在当前采样时刻的角速度； 根据所述第二雅各比矩阵， 确定所述第 四关节轴、 所述第五关节轴以及第六关节轴在 当前采样时刻的角速度。 8.根据权利要求7所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述第一雅各比矩阵， 确定所述 第一关节轴 、 所述第二关节轴以及所述第三关节轴在当前采样时刻的角速度的步骤， 包括： 获取所述机器人在当前采样时刻的末端位姿； 根据所述末端位姿， 确定腕部坐标系在所述机器人基坐标系下的线速度在三轴坐标系 下的表达； 根据所述第一雅各比矩阵以及所述腕部坐标系在所述机器人基坐标系下的线速度在 所述三轴坐标系下 的表达， 确定所述第一关节轴、 所述第二关节轴以及所述第三关节轴在 当前采样时刻的角速度； 所述根据所述第二雅各比矩阵， 确定所述第 四关节轴、 所述第五关节轴以及第六关节 轴在当前采样时刻的角速度的步骤， 包括： 根据所述末端位姿， 确定所述腕部坐标系在所述机器人基坐标系下的角速度在五轴坐 标系下的表达； 根据所述第二雅各比矩阵以及所述腕部坐标系在所述机器人基坐标系下的角速度在 所述五轴坐标系下 的表达， 确定所述第四关节轴、 所述第 五关节轴以及第六关节轴在当前 采样时刻的角速度； 其中， 所述三轴坐标系为所述第三关节轴的轴坐标系， 所述五轴坐标系为所述第五关 节轴的轴坐标系， 所述腕部坐标系的原点与所述第一点重合， 所述腕部坐标系的各个坐标 轴分别与法兰坐标系相同方向上坐标轴平行； 9.一种机器人， 其特征在于， 所述机器人至少包括固定机架、 第一关节轴、 第 二关节轴、 第三关节轴、 第四关节轴、 第五关节轴、 第六关节轴、 处理器以及 存储器， 所述第一关节轴安 装在所述固定机架上， 所述第一关节轴至所述第六关节轴依次连接， 所述第四关节轴、 所述 第五关节轴以及所述第六关节轴的关节轴线相交于第一 点； 其中， 所述存储器中存储有计算机程序， 所述处理器用于执行所述计算机程序以实现 权利要求1至8任一项所述方法中的步骤。 10.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 所述计算机可读存储介质存储有计算机程 序， 所述计算机程序能够被处 理器执行以实现如权利要求1 ‑8任一项所述方法中的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115179288 A 3