1.基于不满足pipper准则的六自由度串联机器人的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：将不满足pipper准则的六轴六自由度串联机器人进行同等变化，使其变换到满足pipper准则的六轴六自由度串联机器人模型上；步骤二：在对所述六轴六自由度串联机器人进行正运动学分析的时候，预留出偏置的矢量方向参数；步骤三：根据之前求得的偏置的矢量方向参数，对所述六轴六自由度串联机器人进行坐标变化，将其变换到满足pipper准则的六轴六自由度串联机器人；步骤四：基于解析法对其进行逆运动学分析和计算；步骤五：对所述六轴六自由度串联机器人在进行逆运动学分析过程中存在的问题进行相关补充和说明；步骤六：把求解出的运动参数，发到运动控制卡，对不满足pipper准则六轴六自由度串联机器人进行控制。

2.如权利要求1所述的基于不满足pipper准则的六自由度串联机器人的控制方法，其特征在于：

步骤一：将所述六轴六自由度串联机器人进行同等变化，使其变换成满足pipper准则的六轴六自由度串联机器人模型；

虽然该类型串联机器人不满足pieper准则，但经过相应变形之后，依然能够通过DH参数模型计算，将六轴串联机械机器人的末端执行臂进行了一定程度上的变换，使得末端最后三个转动关节轴线的延长线相交于一点。

3.如权利要求2所述的基于不满足pipper准则的六自由度串联机器人的控制方法，其特征在于：步骤二：机器人正运动学分析就是已知杆件几何参数和关节角矢量，求机器人末端执行器相对于固定参考坐标的位置和姿态；

在进行机器人正运动学分析之前，建立坐标系{i}相对于坐标系{i-1}的变换；一般这个变换是由四个参数构成的；对任意给定的机器人，这个变换是只有一个变量的函数，另外三个参数是由机械系统来确定的；该六轴六自由度串联机器人的连杆间变换参数如下表所示；

其中：

ai为沿第i坐标系下的Xi轴，从第i坐标系下的Zi轴方向移动到第i+1坐标系下Zi+1轴的距离；

αi为绕第i坐标系下的Xi轴，从第i坐标系下的Zi轴旋转到第i+1坐标系下的Zi+1轴的角度；

di为沿第i坐标系下的Zi轴，从第i-1坐标系下的Xi-1轴移动到第i坐标系下的Xi轴的距离；

θi为绕第i坐标系下的Zi轴，从第i-1坐标系下的Xi-1轴旋转到第i坐标系下的Xi轴的角度；

用齐次坐标变换矩阵来表示机器人的正解运算：( 表示得是从i坐标到j坐标系之间的4×4的传递矩阵；式中：将sθi表示的是sinθi；cθi表示的是cosθ1。且i＝1，2，3...6)其中：θ23＝θ2+θ3

nx＝cθ1cθ23cθ4cθ5+sθ1sθ4cθ5+cθ1sθ23sθ5ny＝sθ1sθ23sθ5+sθ1cθ23cθ4cθ5-cθ1sθ4cθ5nz＝cθ23sθ5-sθ23cθ4cθ5

ox＝sθ1cθ4-cθ1cθ23sθ4

oy＝-cθ1cθ4-sθ1cθ23sθ4

oz＝sθ23sθ4

ax＝cθ1cθ23cθ4sθ5-cθ1sθ23cθ5+sθ1sθ4sθ5ay＝sθ1cθ23cθ4sθ5-sθ1sθ23cθ5-cθ1sθ4sθ5az＝-sθ23cθ4sθ5-cθ23cθ5px＝-d4cθ1sθ23+l2cθ1cθ2+d3sθ1-d2sθ1+d6ax+l6oxpy＝-d4sθ1sθ23+l2sθ1cθ2+d2cθ1-d3cθ1+d6ay+l6oypz＝-d4cθ23-l2sθ2+d6az+l6oz值得注意的是：这里计算的出来的ox、oy、oz与下文中引用的ox5、oy5、oz5参数数值是一致的；将θ6＝0带入上述方程中，不难发现：这三个参数描述的正是偏执所在的矢量方向；其中，px’、py’、pz’表示的是末端执行器的坐标位置，nx、ny、nz、ox、oy、oz、ax、ay、az表示的是末端执行器的坐标姿态。

4.如权利要求3所述的基于不满足pipper准则的六自由度串联机器人的控制方法，其特征在于：

步骤三：根据之前求得的偏置的矢量方向参数，对所述六轴六自由度串联机器人进行坐标变换，将其变换到满足pipper准则的六轴六自由度串联机器人上；

逆运动学分析是已知机器人杆件的几何参数，给定末端执行器相对于固定参考坐标系的期望位置和姿态(其中，px’、py’、pz’表示的是末端执行器的坐标位置，nx、ny、nz、ox、oy、oz、ax、ay、az表示的是末端执行器的坐标姿态)，分析机器人能否使其末端执行器达到这个预期的位姿；

对于逆运动学分析而言，末端坐标系姿态的坐标是已知的，也就是说 各项参数已知；

但是由于θ6的不确定性，无法通过 已知，由 来得出 变换矩阵；在这里，能够采取“标定法”来解决这样的问题；

将上述正运动学分析求解出来的 得出的ox5、oy5、oz5加入到整个逆运动学分析中来，并对已知数据进行预处理：其中：px′、py′、pz′为已知参数，将改动后的px、py、pz带入矩阵中；

之所以要对已知数据进行预处理，是因为该串联机器人不满足pieper准则；与传统的多轴串联机器人相比较而言，该类型多轴串联机器人的末端三个关节的关节轴线的延长线未能相交于一点；那么它们之间其在末端执行器上的某一个位置上多出一个的相对的横向偏置；并且，这个偏置的位姿状态还会随着最后三个关节的运动状态变化而改变；由于该偏置长度的位置状态具有一定的不确定性，而且其对机器人末端的位姿状态也有着显著的影响；只有采取对其末端坐标参数px′、py′、pz′进行预先处理的方法，才能消除由上述偏置不确定对求解问题所造成的影响，从而进行进一步的逆运动学分析和过程推导；实际上，这种处理方式只是将原有的、不满足pieper准则串联机器人转换成满足pieper准则的串联机器人而已。

5.如权利要求4所述的基于不满足pipper准则的六自由度串联机器人的控制方法，其特征在于：步骤四：基于解析法对其进行逆运动学分析和计算；

由公式 可得：

对于第一个轴关节角度，由上述方程两边的元素(2，4)相等，得到：式中：

注意：上式中存在正负号，θ1能够有多个解；现在，θ1已知；

对于第三个关节角度，由上述方程两边的元素(1，4)、(3，4)相等(其中元素(1，4)是指等式两侧矩阵第1行第4列参数)，得到：其中：

对于第二个关节角度，由上述方程两边的元素(1，4)(2，4)相等，得到：那么，由θ23＝θ2+θ3可得：

根据θ1和θ3解的四种可能组合，由上式能够得到相应的四种可能值，于是可得到θ2的四种可能解；

对于第四个关节角度，由上述方程两边的元素(1，3)、(3，3)相等可得：θ4＝Atan2(sθ1ax-cθ1ay，cθ1cθ23ax+sθ1cθ23ay-sθ23az)当sθ5＝0时，机器人处于奇异位形，满足退化条件；此时，关节轴4和6重合，只能解出θ6与θ4的和与差；在奇异位形时，可任意选取θ4的角度，在计算相应θ6的值；但是，这种情况只存在于符合Pepeer准则的串联机器人之中；这个问题将会在下一操作中进行详细讨论：对于第五个轴关节角度，由上述方程两端的元素(1，3)、(3，3)相等可得：θ5＝Atan2(±M1，M2)

其中：

M1＝(cθ1cθ23cθ4+sθ1sθ4)ax+(sθ1cθ23cθ4-cθ1sθ4)ay-sθ23cθ4azM2＝-cθ1sθ23ax-sθ1sθ23ay-cθ23az对于第六个关节角度而言，可得：

其中：

n＝cθ1cθ23cθ4cθ5+sθ1sθ4cθ5+cθ1sθ23sθ5o＝sθ1cθ4-cθ1cθ23sθ4

6.如权利要求5所述的基于不满足pipper准则的六自由度串联机器人的控制方法，其特征在于：

步骤五：1)对一般情况下机器人退化问题的分析当sθ5＝0时，机器人处于奇异位形，满足退化条件；此时，关节轴4和6重合，只能解出θ6与θ4的和与差；在奇异位形时，可任意选取θ4的角度，在计算相应θ6的值；

但是，这种情况只存在于符合Pepeer准则的串联机器人之中，在该六轴六自由度串联机器人中是不存在退化问题的；因为在该类型串联机器人下，彼此相连的机器人是不会发生共线问题的；

在机器人逆运动学分析的时候，先对逆运动学分析的已知数据进行了预处理；并且这种处理方式就是是将原有的、不满足pieper准则串联机器人转换成满足pieper准则的串联机器人；因此，在实际求解的过程中，还是存在当sθ5＝0机器人满足退化条件的情况；下面，就这种退化情况进行详细的分析；

以关节轴4为基础坐标而言，将sθs＝O，cθ5＝±1求得 的转换矩阵：令(1，2)、(3，2)相等可得：

-oxsθ1+oycθ1＝cθ4sθ6±sθ4cθ6θ4±θ6＝Atan2(oxsθ1-oycθ1，-oxcθ1cθ23-oysθ1cθ23+ozsθ23)由前文提到的ox5、oy5、oz5参数，能够求出θ6：θ6＝Atan2(ox，ox5)

综上可得：

其中：上式正负性的选择由cθ5的正负来判断；

2)对特殊情况处于退化状态下的分析

上文中对所述六轴六自由度串联机器人的奇异位形进行了一般情况下分析；实际上，当该机器人运动到某一特殊点的时候，也会出现奇异的情况；由于这种情况仅存在与某一类位置点的状态；因此将其称为特殊情况下的奇异位形；

情况1：当d2＝d3，且关节轴1和4的轴线(或者重合的时候，这种状态下无法解出θ1和θ4；

这种情况不只存在于改动后的机器人模型之中，在原有的机器人模型中也是存在奇异位形问题的；

这种情况会在两种情况下出现：一是该类位置点为运动轨迹的途经点；二是该类位置点是运动轨迹起始点；

如果该类位置点为运动轨迹的途经点的话，能够采用“继承法”来解决这个问题；也就是说，当出现这种情况的时候，θ1的值默认的继承了附近位置点状态下θ1的值，进而对θ4进行求解；

如果该类位置点为运动轨迹的起始点的话，能够采用“重构法”来解决这个问题；也就是说，当出现这种情况的时候，θ1的值默认为0，以便之后对θ4进行求解；

情况2：当d2＝d3，且关节轴1和6的轴线重合的时候，这种状态下无法解出θ1和θ6；这种情况只存在于变换后的机器人模型之中，在原有的机器人模型中是不存在奇异位形问题的；

但在上述逆运动学分析中，还是会出现这类奇异位形的状态的；

对于这种情况，能够采用“投影法”来解决这个问题；也就是说，当出现这种情况的时候，能够通过机器人在xoy平面上形成的投影来求出θ1的数值。