可重构模块化机器人位置统一逆解建模及通用算法研究

由转动副（R）、移动副（P）及圆柱副（C）三种运动副组成的串联机器人机构有近百种，其位置逆解算法及控制软件各不相同。找到一种统一的数学建模方法以减少机构的种类，并建立统一的求解办法，编写统一的求解软件，对于机器人的设计与生产将很有帮助。可重构模块机器人的结构与尺寸可以随时改变，更需要一个与之相适应的控制软件。倍四元数不同于对偶四元数，是最近几年出现的新的数学建模工具。它把刚体三维空间的转动和移动统一为四维空间的纯转动，从而减少了机构的种类，且避免了由于纯粹移动造成逆解的蜕化和奇异性等问题。该方法与Groebner基的求解方法相结合，有希望解决统一建模和求解的问题。本项目将探索由R、P、C副组成的串联机器人以及它们在特殊尺寸情况下的数学建模及运动学反解的通用算法，并编写通用的计算软件。为串联机器人的设计者提供一个辅助的设计、计算工具，同时也为可重构模块化机器人控制提供实时反解的计算方法。