[發明專利]機器人圓弧運動控制方法和系統

有效

• 申請號: 201710257319.6
• 申請日: 2017-04-19
• 公開（公告）號: CN106950924B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 陽方平
• 申請（專利權）人: 廣州視源電子科技股份有限公司
• 主分類號: G05B19/416
• 分類號: G05B19/416;B25J9/16
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 余永文

本發明涉及一種機器人圓弧運動控制方法和系統，所述方法包括：接收控制端傳送的圓弧運動指令，包括圓弧運動的目標中間點位置、終點位置以及運動需要的時間；讀取機械臂末端的當前狀態參數；根據當前狀態參數以及目標中間點位置、終點位置計算圓弧運動的圓心、圓弧半徑、圓心角；根據目標中間點位置、終點位置計算圓弧所在平面的法矢量；根據圓心、圓弧半徑、圓心角及當前狀態參數得到圓弧的軌跡方程，根據法矢量和法矢量確定圓弧運動軌跡，計算機械臂末端在圓弧運動軌跡上運行時在各個位置的目標角度、目標角速度和目標角加速度轉發至控制主站；本發明可以構成一個完整的機器人圓弧運動控制系統，降低機器人控制系統開發成本，提高控制效果。

技術領域

本發明涉及機器人控制技術領域，特別是涉及一種機器人圓弧運動控制方法和系統。

背景技術

Robot Operating System(ROS)是開源的機器人操作系統，可以為機器人開發者提供一個標準化的、開源的編程框架。但是ROS目前不支持實時線程操作。Open RobotControl Software(OROCOS)也是一種開源的機器人控制軟件編程框架，它的特點是支持實時的線程操作，但是它的開放性，通用性沒有ROS好。

因此，機器人圓弧運動是機器人一種重要運動方式，目前在一些應用方案中，在ROS上采用OROCOS，但現有技術方案在搭建的架構上，不能構成一個完整的機器人控制器軟件，在執行圓弧運動時，無法充分利用ROS和OROCOS的特性，系統開發成本高，控制效果差。

發明內容

基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種機器人圓弧運動控制方法，降低系統開發成本，提高控制效果。

一種機器人圓弧運動控制方法，包括：

接收控制端傳送的圓弧運動指令；所述圓弧運動指令包括圓弧運動的目標中間點位置、終點位置以及運動需要的時間；

讀取機械臂末端的當前狀態參數；根據所述當前狀態參數以及所述目標中間點位置、終點位置計算圓弧運動的圓心、圓弧半徑、圓心角；根據目標中間點位置、終點位置計算圓弧所在平面的法矢量；根據圓心、圓弧半徑、圓心角及所述當前狀態參數得到圓弧的軌跡方程，根據所述法矢量和法矢量確定圓弧運動軌跡；其中，所述當前狀態參數包括當前位置、當前速度和當前加速度；

根據所述運動需要的時間計算機械臂末端在所述圓弧運動軌跡上運行時，機械臂關節在各個位置的目標角度、目標角速度和目標角加速度轉發至控制主站。

一種機器人圓弧運動控制系統，包括：總控模塊、算法模塊和通信管理模塊；

所述總控模塊，用于接收控制端傳送的圓弧運動指令；所述圓弧運動指令包括圓弧運動的目標中間點位置、終點位置以及運動需要的時間；

所述算法模塊，用于讀取機械臂末端的當前狀態參數；根據所述當前狀態參數以及所述目標中間點位置、終點位置計算圓弧運動的圓心、圓弧半徑、圓心角；根據目標中間點位置、終點位置計算圓弧所在平面的法矢量；根據圓心、圓弧半徑、圓心角及所述當前狀態參數得到圓弧的軌跡方程，根據所述法矢量和法矢量確定圓弧運動軌跡；根據所述運動需要的時間計算機械臂末端在所述圓弧運動軌跡上運行時，機械臂關節在各個位置的目標角度、目標角速度和目標角加速度；其中，所述當前狀態參數包括當前位置、當前速度和當前加速度；

所述通信管理模塊，用于將機械臂關節在各個位置的目標角度、目標角速度和目標角加速度轉發至控制主站。

上述機器人圓弧運動控制方法和系統，在接收控制端傳送的圓弧運動指令后，根據該圓弧運動指令計算圓弧運動的運動軌跡，并實時計算機械臂各個關節在該運動軌跡上運行的目標角度、目標角速度和目標角加速度等狀態參數轉發至控制主站，實現對機器人的圓弧運動控制過程；該技術方案可以構成一個完整的機器人圓弧運動控制系統，降低機器人控制系統開發成本，提高控制效果。

附圖說明