[發明專利]用于冗余優化地規劃移動式機器人的操作的方法

有效

• 申請號: 201680035877.1
• 申請日: 2016-06-07
• 公開（公告）號: CN107820456B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: C·朔伊雷爾;S·夏爾瑪
• 申請（專利權）人: 庫卡羅伯特有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 黃艷;聶慧荃

本發明涉及一種用于冗余優化地規劃冗余的移動式機器人(1)的操作的方法，該移動式機器人具有：移動式承載車輛(2)；機器人臂(6)，具有多個通過關節連接并關于轉動軸(21?25)被可轉動地安裝的肢節(11?16)；用于使肢節(11?16)相對于彼此運動的驅動器；和電子控制裝置(5)，其被設計為，操控用于肢節(11?16)的驅動器和用于移動式機器人(1)的運動的承載車輛(2)。

技術領域

本發明涉及一種用于冗余優化地規劃移動式機器人的操作的方法。

背景技術

專利文獻US5550953公開了一種移動式機器人和一種操作該移動式機器人的方法。該移動式機器人包括機器人臂和承載車輛，機器人臂具有多個可相對于彼此運動的肢節，機器人臂被固定在承載車輛上。

發明內容

本發明的目的在于提供一種更好的用于規劃移動式機器人的運動的方法。

本發明的目的通過一種用于冗余優化地規劃冗余的移動式機器人的操作的方法來實現，該機器人具有：移動式承載車輛；機器人臂，具有多個肢節，這些肢節通過關節連接并且被關于轉動軸可轉動地安裝；驅動器，用于使肢節相對于彼此運動；和電子控制裝置，其被設計為，操控用于肢節的驅動器和用于移動式機器人的運動的承載車輛，該方法具有以下方法步驟：

-使用與工具中心點相對應的笛卡爾TCP坐標系，該工具中心點配屬于機器人臂，該坐標系具有第一TCP坐標軸、第二TCP坐標軸和第三TCP坐標軸，

-使用笛卡爾世界坐標系，其具有第一世界坐標軸、第二世界坐標軸和第三世界坐標軸，其中，第一世界坐標軸和第二世界坐標軸撐開一平面，移動式機器人在該平面上運動，工具中心點相對于該平面的高度對應于第三世界坐標軸，并且TCP坐標軸中的一個與該平面圍成一角度，

-創建至少一個圖，在該圖中冗余被表示為高度和角度的函數，冗余是對移動式機器人的取決于高度和角度的可能的配置的度量(Maβ)，和

-借助于該至少一個圖來規劃移動式機器人的操作。

這種移動式機器人是一種冗余的移動式機器人，對其而言，對于工具中心點在空間中的各個位置和方向，這種移動式機器人通常有多個可能的配置。移動式機器人的配置是指：對于工具中心點的各個位置和方向，機器人臂有多個可能的姿態，并且承載車輛在平面上有多個可能的位置和方向。通過各個肢節相對于彼此的角位置來獲得機器人臂的姿態。

因此，針對工具中心點在空間中的各個位置和方向，移動式機器人通常具有冗余的配置。可以例如在世界坐標系中表示這些位置和方向。也可以在TCP坐標系的坐標中表示工具中心點的方向。

根據本發明的一種優選的實施方式，機器人臂包括正好五個自由度并因此包括第一肢節、第二肢節、第三肢節、第四肢節、第五肢節和第六肢節作為肢節，包括第一轉動軸、第二轉動軸、第三轉動軸、第四轉動軸和第五轉動軸作為轉動軸。在這種情況下，移動式機器人具有特別是8個自由度，因為承載車輛包括三個自由度。

優選地，第一轉動軸、第二轉動軸和第四轉動軸水平地延伸，而第五轉動軸豎直地延伸。特別地，第二肢節被安裝為，相對于第一肢節關于第一轉動軸是可轉動的；緊隨第二肢節的是第三肢節，該第三肢節被安裝為，相對于第二肢節關于第二轉動軸是可轉動的；第四肢節被安裝為，相對于第三肢節關于垂直于第二轉動軸延伸的第三轉動軸是可轉動的，并且包括用于固定工具的固定裝置或工具；第六肢節被靜止地固定在承載車輛上或者體現為承載車輛；第五肢節被安裝為，相對于第六肢節關于第五轉動軸是可轉動的；并且第一肢節被安裝為，相對于第五肢節關于第四轉動軸是可轉動的。優選地，第三TCP坐標軸沿第三轉動軸的方向延伸并與平面圍成一角度。