(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210796762.1 (22)申请日 2022.07.08 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114880888 A (43)申请公布日 2022.08.09 (73)专利权人 四川大学 地址 610000 四川省成 都市一环路南 一段 24号 (72)发明人 殷鸣　宋俨轩　唐以恒　黄烁　 殷国富　 (74)专利代理 机构 成都乐易联创专利代理有限 公司 51269 专利代理师 赵何婷 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/16(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (56)对比文件 CN 108268745 A,2018.07.10CN 112765863 A,2021.0 5.07 CN 111002313 A,2020.04.14 CN 103761392 A,2014.04.3 0 CN 10232382 2 A,2012.01.18 CN 1014340 66 A,2009.05.20 CN 105082160 A,2015.1 1.25 CN 108115681 A,2018.0 6.05 CN 105700530 A,2016.0 6.22 CN 109069112 A,2018.12.21 CN 10404234 4 A,2014.09.17 CN 110678275 A,2020.01.10 JP 2000301333 A,2000.10.31 KR 20120 082219 A,2012.07.23 刘光辉 等.基 于响应面的码垛机 器人承载 体多目标优化. 《机 械》 .2020,第47 卷(第6期), 56-61. 宁昕 等.自由漂浮空间机 器人轨迹跟踪的 模型预测控制. 《控制理论与应用》 .2019,第3 6卷 (第5期),687- 696. 审查员 许哲 (54)发明名称 多旋转关节机器人末端效应器位姿相关动 力学的预测方法 (57)摘要 本发明公开了一种多旋转关节机器人末端 效应器位姿相关动力学的预测方法， 包括建立含 单旋转关节连杆的末端频率响应函数矩 阵的预 测模型A； 基于含单旋转关节连杆的末端频率响 应函数矩阵的预测模型A， 建立多旋转关节机器 人末端效应器的位姿相关动力学预测模型B； 通 过模态锤击法获取全因子三水平试验中各位姿 下的末端效应器在其自身坐标系下的频响张量， 并通过多旋转关节机器人末端效应器的位姿相 关动力学预测模型解析地预测任意位姿状态下 多旋转关节机器人末端效应器频响函数。 本发明 建立多旋转关节机器人的位姿相关动力学进行 建模预测， 为后期的多旋转关节机器人的位姿相关动力学的数字双胞胎建立 以及颤振抑制应用 提供技术支撑。 权利要求书2页 说明书8页 附图7页 CN 114880888 B 2022.09.09 CN 114880888 B 1.一种多旋转关节机器人末端效应器位姿相关动力学的预测方法， 其特征在于， 包括 如下步骤： 步骤1： 根据子结构耦合理论建立含单旋转关节连杆的末端频率响应函数矩阵的预测 模型A， 预测模型A如下： 预测模型A中， H(*)为末端坐标系下的末端频率响应函数矩阵， G(*)为关节坐标系下的 末端频率响应函数矩阵， *为旋转关节的旋转角度； (*)为G(*)的元 素， i、 j取1、 2、 3， 即 ； R为末端坐标系向旋转关节坐标系转换的旋转矩阵； hij为中间变量； θ 为旋转角度； 步骤2： 依据递归思想， 基于含单旋转关节连杆的末端频率响应函数矩阵的预测模型A， 建立多旋转关节机器人末端效应 器的位姿相关动力学 预测模型B， 预测模型B 如下： 预测模型B中， 为多旋转关节机器人的末端频率响应函数， 为多旋转关节机器 人的各关节的旋转角度， 即为多旋转关节机器人末端执行器的位姿， D为递归函数， 为递归函数中间递归求解， 直至递归终止条件的整数k=n， n为旋转关节的数量； 为递归函数最终递归 结果； F()为含 单旋转关节连杆的末端 频率响应函数矩阵的 预测模型A； 步骤3： 在末端效应器上安装三轴加速度传感器， 安装位置为末端效应器坐标系原点 处， 且三轴加速度传感器的各轴方向与末端效应 器坐标系各轴平行； 步骤4： 设计全因子三水平试验， 因子为旋转关节， 水平为旋转关节的旋转角度； 全因子权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114880888 B 2三水平试验中共规划了 3n组机器人位姿； 步骤5： 控制多旋转关节机器人依次到达规划的所有位姿， 并在每个位姿下通过模态锤 击法获取 该位姿下的末端效应 器在其自身坐标系下的频响张量； 步骤6： 对多旋转关节机器人任意位姿 ， 通过步骤2所述末端效 应器的位姿相关动力学 预测模型B， 可求 解该位姿下的末端效应 器频率响应函数 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114880888 B 3