[實用新型]一種串并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721794313.4
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN207571581U
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉志恒
• 申請（專利權(quán)）人: 蕪湖哈特機(jī)器人產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34107
• 代理人: 朱圣榮

發(fā)明本實用新型揭示了一種串并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動控制系統(tǒng),系統(tǒng)設(shè)有由多個機(jī)器人單元組成的串并聯(lián)機(jī)器人，每個所述機(jī)器人單元至少設(shè)有一個伺服電機(jī)，PC機(jī)用于串并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動控制方法的編寫、調(diào)試，并將運(yùn)動控制方法輸送至控制器，控制器接收每個所述伺服電機(jī)的狀態(tài)信號并輸出控制信號至驅(qū)動器，驅(qū)動器根據(jù)控制信號輸出驅(qū)動信號至每個所述伺服電機(jī)。本實用新型的優(yōu)點在于實現(xiàn)串并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動控制，能夠控制機(jī)器人按照規(guī)劃的末端軌跡運(yùn)動，且運(yùn)動平穩(wěn)，效果良好；通過虛擬仿真多個機(jī)械結(jié)構(gòu)，驗證運(yùn)動控制方法的可移植性強(qiáng)，二次開發(fā)簡單，效果良好；并且該運(yùn)動控制方法通用性強(qiáng)，對于不同的機(jī)械結(jié)構(gòu)，只需要簡單的開發(fā)即可。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及工業(yè)機(jī)器人控制領(lǐng)域，并可擴(kuò)展用到機(jī)床的運(yùn)動控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)

機(jī)器人運(yùn)動控制是指對各個伺服軸的運(yùn)動控制，包括單軸、多軸的控制。串并聯(lián)機(jī)器人又稱混聯(lián)機(jī)器人，是指至少包括一個并聯(lián)機(jī)構(gòu)和一個或多個串聯(lián)機(jī)構(gòu)按照一定的方式組合在一起的復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)，它綜合了串聯(lián)結(jié)構(gòu)和并聯(lián)機(jī)構(gòu)的優(yōu)良屬性。對串并聯(lián)機(jī)器人的伺服軸進(jìn)行控制，應(yīng)分別實現(xiàn)串聯(lián)、并聯(lián)的運(yùn)動方式，且能對機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)的末端軌跡進(jìn)行規(guī)劃，實現(xiàn)示教、再現(xiàn)、編程等功能。

現(xiàn)有技術(shù)對于不同的機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)有不同的運(yùn)動控制系統(tǒng)和方法，市面上的控制器產(chǎn)品多是針對常規(guī)的串聯(lián)或并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動控制。因此，對于特殊結(jié)構(gòu)的串并聯(lián)機(jī)器人沒有相應(yīng)的運(yùn)動控制系統(tǒng)和方法。

實用新型內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是實現(xiàn)一種串并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)的通用運(yùn)動控制方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為：一種串并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動控制系統(tǒng),系統(tǒng)設(shè)有由多個機(jī)器人單元組成的串并聯(lián)機(jī)器人，每個所述機(jī)器人單元至少設(shè)有一個伺服電機(jī)，系統(tǒng)包括PC機(jī)、控制器和驅(qū)動器，所述PC機(jī)用于串并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動控制方法的編寫、調(diào)試，并將運(yùn)動控制方法輸送至控制器，所述控制器接收每個所述伺服電機(jī)的狀態(tài)信號并輸出控制信號至驅(qū)動器，所述驅(qū)動器根據(jù)控制信號輸出驅(qū)動信號至每個所述伺服電機(jī)。

所述控制器包括：

運(yùn)動指令的解釋規(guī)劃模塊：用于將運(yùn)動控制方法分解、編號、歸類為每個伺服電機(jī)的軌跡指令；

跡插補(bǔ)算法的實現(xiàn)模塊：用于對每個軌跡指令進(jìn)行插補(bǔ)，之后將各個軌跡指令組合在一起形成串并聯(lián)機(jī)器人完整的運(yùn)動軌跡；

運(yùn)動學(xué)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊：根據(jù)每個所述伺服電機(jī)的狀態(tài)信號獲取各伺服軸的運(yùn)動位置點，將各伺服軸的位置點轉(zhuǎn)換為機(jī)器人末端空間坐標(biāo)位置；

伺服軸的位置控制模塊：用于驅(qū)動每個所述伺服電機(jī)，控制伺服軸按照規(guī)劃的位置運(yùn)動。

所述運(yùn)動指令的解釋規(guī)劃模塊接收PC機(jī)的運(yùn)動控制方法信號，并輸出軌跡指令至跡插補(bǔ)算法的實現(xiàn)模塊，所述跡插補(bǔ)算法的實現(xiàn)模塊輸出軌跡函數(shù)至運(yùn)動學(xué)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊，所述運(yùn)動學(xué)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊輸出信號至伺服軸的位置控制模塊，所述伺服軸的位置控制模塊與驅(qū)動器實時通訊。

所述軌跡指令為驅(qū)動伺服電機(jī)以直線、圓弧、過渡曲線的方式運(yùn)動的執(zhí)行信號。

所述控制器為嵌入式結(jié)構(gòu)，所述控制器和驅(qū)動器之間通過EtherCAT通訊。

本實用新型的優(yōu)點在于實現(xiàn)串并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動控制，能夠控制機(jī)器人按照規(guī)劃的末端軌跡運(yùn)動，且運(yùn)動平穩(wěn)，效果良好；通過虛擬仿真多個機(jī)械結(jié)構(gòu)，驗證運(yùn)動控制方法的可移植性強(qiáng)，二次開發(fā)簡單，效果良好；并且該運(yùn)動控制方法通用性強(qiáng)，對于不同的機(jī)械結(jié)構(gòu)，只需要簡單的開發(fā)即可。

附圖說明

下面對本實用新型說明書中每幅附圖表達(dá)的內(nèi)容作簡要說明：

圖1為串并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動控制系統(tǒng)框圖；

圖2為串并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動控制方法流程圖。