技術(shù)特征：

1.一種基于模式函數(shù)的超冗余機械臂混合逆向求解方法，其特征在于，包括以下步驟；

系統(tǒng)根據(jù)期望的機械臂末端位置及各關(guān)節(jié)的構(gòu)型確定模式函數(shù)，并求得空間脊線；

系統(tǒng)利用機械臂末端點與脊線末端點重合，并通過末段連桿匹配機械臂期望指向，進而求得末端萬向節(jié)節(jié)點U_2N在空間的位置U_2N；

系統(tǒng)根據(jù)求得的末端萬向節(jié)節(jié)點U_2N的位置，基于單段連桿長，將點U_2N-1擬合至所述空間脊線上，進而確定點U_2N-1的位置；

系統(tǒng)根據(jù)求得的點U_2N-1的位置，基于等效連桿長度，進而依次確定各奇數(shù)萬向節(jié)的節(jié)點位置；

系統(tǒng)根據(jù)空間位置要求確定各臂型角，并求得各偶數(shù)萬向節(jié)的節(jié)點位置；

系統(tǒng)根據(jù)所求得的各萬向節(jié)節(jié)點位置，進而求解各關(guān)節(jié)的角度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模式函數(shù)的超冗余機械臂混合逆向求解方法，其特征在于，所述空間脊線可表示為：

$X\left(s\right)={\∫}_0^{s}lu\left(\mathrm{\σ}\right)d\mathrm{\σ},$

其中，u(σ)＝[sinφ(σ)cosψ(σ),cosφ(σ)cosψ(σ),sinψ(σ)]，u(σ)是在σ處正切于曲線的單位向量；所述s∈[0,1]，其表示脊線的長度參數(shù)；l是脊線的實際長度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于模式函數(shù)的超冗余機械臂混合逆向求解方法，其特征在于，其還包括系統(tǒng)根據(jù)機械臂末端歐拉角α,β,γ求得末端空間方向向量k：

其中，O₀為坐標原點，T為機械臂末端點，L表示連桿長度。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于模式函數(shù)的超冗余機械臂混合逆向求解方法，其特征在于，所述步驟系統(tǒng)根據(jù)求得的末端萬向節(jié)節(jié)點U_2N的位置，基于單段連桿長，將點U_2N-1擬合至所述空間脊線上，進而確定點U_2N-1的位置，其包括：

其中，表示第(2N)個萬向節(jié)(x_2N,y_2N,z_2N)構(gòu)成的矢量，表示第(2N-1)個萬向節(jié)(x_2N-1,y_2N-1,z_2N-1)構(gòu)成的矢量；表示第(2N-1)個連桿構(gòu)成的矢量,且

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于模式函數(shù)的超冗余機械臂混合逆向求解方法，其特征在于，所述萬向節(jié)節(jié)點U_2N-1在脊線上的空間位置可表示為：

$f\left(s_k\right)=\sqrt{{(x_{2N-1}-x_{2N})}^2+{(y_{2N-1}-y_{2N})}^2+{(z_{2N-1}-z_{2N})}^2}-L$

其中，f(s_k)＝0，該式中s_k表示脊線起點到當前點的弧長，且s_k∈[0,1]。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于模式函數(shù)的超冗余機械臂混合逆向求解方法，其特征在于，所述步驟系統(tǒng)根據(jù)求得的點U_2N-1的位置，基于等效連桿長度，進而依次確定各奇數(shù)萬向節(jié)的節(jié)點位置，其包括：

$f\left(s_k\right)=\sqrt{{(x_{2i+1}-x_{2i-1})}^2+{(y_{2i+1}-y_{2i-1})}^2+{(z_{2i+1}-z_{2i-1})}^2}-{\mathrm{\ρ}}_{2i-1}$

其中，ρ_2i-1為等效連桿的長度，其表示第2i-1個萬向節(jié)點與第2i+1個萬向節(jié)點之間的等效臂長。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于模式函數(shù)的超冗余機械臂混合逆向求解方法，其特征在于，所述步驟系統(tǒng)根據(jù)空間位置要求確定各臂型角，并求得各偶數(shù)萬向節(jié)的節(jié)點位置，其可表示為：

其中，在以為圓心且為半徑的圓上，且與向量的夾角為臂型角ψ_2i-1。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于模式函數(shù)的超冗余機械臂混合逆向求解方法，其特征在于，所述步驟系統(tǒng)根據(jù)所求得的各萬向節(jié)節(jié)點位置，進而求解各關(guān)節(jié)的角度，其包括俯仰-偏航型萬向節(jié)求解和偏航-俯仰型萬向節(jié)求解。

9.一種基于模式函數(shù)的超冗余機械臂混合逆向求解系統(tǒng)，其特征在于，包括：

第一模塊，用于執(zhí)行步驟系統(tǒng)根據(jù)期望的機械臂末端位置及各關(guān)節(jié)的構(gòu)型確定模式函數(shù)，并求得空間脊線；

第二模塊，用于執(zhí)行步驟系統(tǒng)利用機械臂末端點與脊線末端點重合，并通過末段連桿匹配機械臂期望指向，進而求得末端萬向節(jié)節(jié)點U_2N在空間的位置U_2N；

第三模塊，用于執(zhí)行步驟系統(tǒng)根據(jù)求得的末端萬向節(jié)節(jié)點U_2N的位置，基于單段連桿長，將點U_2N-1擬合至所述空間脊線上，進而確定點U_2N-1的位置；

第四模塊，用于執(zhí)行步驟系統(tǒng)根據(jù)求得的點U_2N-1的位置，基于等效連桿長度，進而依次確定各奇數(shù)萬向節(jié)的節(jié)點位置；

第五模塊，用于執(zhí)行步驟系統(tǒng)根據(jù)空間位置要求確定各臂型角，并求得各偶數(shù)萬向節(jié)的節(jié)點位置；

第六模塊，用于執(zhí)行步驟系統(tǒng)根據(jù)所求得的各萬向節(jié)節(jié)點位置，進而求解各關(guān)節(jié)的角度。