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申请/专利权人：洛阳银杏科技有限公司

摘要：一种基于末端姿态约束的凿岩机器人钻臂运动控制方法，钻臂包括多个关节，关节处设置有用于驱动关节动作的执行器，方法包括：S1、确定钻臂末端的速度约束条件，并且根据速度约束条件确定凿岩机器人的关节动作规则，关节动作规则包括多个与关节相对应的子规则；S2、对关节动作规则进行优化，将状态保持稳定的关节对应的子规则删除得到优化关节动作规则；S3、根据速度约束条件和关节动作规则确定执行器动作速度；S4、根据执行器动作速度控制执行器动作，执行器动作过程中驱动关节动作进而带动钻臂末端运动。本发明能够实现对钻臂末端任意初始姿态的实时控制，适用于钻臂任意初始姿态，并且不需要所有关节参与运算，减小实时控制器的计算压力。

主权项：1.一种基于末端姿态约束的凿岩机器人钻臂运动控制方法，钻臂包括大臂摆动关节、大臂俯仰关节、大臂伸缩关节、梁翻转关节、梁俯仰关节、梁摆动关节和梁伸缩关节，关节处设置有用于驱动关节动作的执行器，所述执行器包括三角油缸、梁俯仰油缸和梁摆动油缸，其中三角油缸对应大臂摆动关节和大臂俯仰关节，梁俯仰油缸对应梁俯仰关节，梁摆动油缸对应梁摆动油缸，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1、确定钻臂末端的速度约束条件，并且根据速度约束条件确定凿岩机器人的关节动作规则，关节动作规则包括多个与关节相对应的子规则；S1中，速度约束条件表示为其中vx，vy，vz表示末端线速度，ωx，ωy，ωz表示末端角速度，关节动作规则表示为其中J为雅可比矩阵，并且有i取1～6，为机械臂关节速度，并且有其中vii＝1～7分别为大臂摆动关节、大臂俯仰关节、大臂伸缩关节、梁回转关节、梁俯仰关节、梁摆动关节和梁伸缩关节的动作速度；S2、对关节动作规则进行优化，将状态保持稳定的关节对应的子规则删除得到优化关节动作规则；S2中，将状态保护稳定的大臂伸缩关节、梁回转关节和梁伸缩关节对应的子规则略去，得到优化关节动作规则即S3、根据速度约束条件和关节动作规则确定执行器动作速度；S3的具体方法为：S31、构建三角油缸模型和梁摆动油缸模型；S32、根据三角油缸模型、速度约束条件和优化关节动作规则求解出三角油缸的动作速度；给定摆动关节、俯仰关节的期望速度：jointVθ1、jointVθ2，计算出此时三角油缸左右支臂油缸速度： 其中，θ1为大臂摆动角度，θ2为大臂俯仰角度，fRθ1，θ2、fLθ1，θ2是三角油缸模型中左右支臂的实时长度；S33、根据梁摆动油缸模型、速度约束条件和优化关节动作规则求解出梁摆动油缸的动作速度；给定梁摆动关节期望速度：jointVθ6，计算出对应梁摆动油缸伸缩速度： 其中，θ6为梁摆动关节角度，fBθ6时梁摆动油缸模型中梁摆动油缸的实时长度；S34、根据速度约束条件和优化关节动作规则确定梁俯仰油缸的动作速度；S4、根据执行器动作速度控制执行器动作，执行器动作过程中驱动关节动作进而带动钻臂末端运动。

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