[發明專利]一種實用的工業六軸機械臂直線運動軌跡規劃方法及系統

在審

• 申請號: 201810055874.5
• 申請日: 2018-01-18
• 公開（公告）號: CN108189038A
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 楊昌鑄;王欽若;王磊
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

本發明公開了一種實用的工業六軸機械臂直線運動軌跡規劃方法及系統，該方法包括：接收直線運動參數；計算期望位置點與初始位置點之間路徑長度S；設定速度時間曲線，按預設規則在速度時間曲線上設置插補點；計算插補點對應的插補總距離S_num，插補點對應的插補距離為以該插補點在速度時間曲線上對應的插補速度勻速運行至相鄰下一個插補點的距離，插補點與其之前所有插補點對應的插補距離累加得到該插補點對應的插補總距離S_num；結合插補點對應的插補總距離S_num占路徑長度S的百分比、初始位置點位姿以及期望位置點位姿計算以笛卡爾空間坐標表示的相應的插補點位姿；由插補點位姿逆解出相應插補點的關節角度。該方法可方便地求取機械臂末端在設定時刻的位姿。

技術領域

本發明涉及運動學領域的工業機器人領域，特別涉及一種實用的工業六軸機械臂直線運動軌跡規劃方法。此外，本發明還涉及一種實用的工業六軸機械臂直線運動軌跡規劃系統。

背景技術

隨著科技的發展，工業機器人，特別是多自由度機械臂，其應用越來越廣泛，且作業環境變得越來越復雜，人們對工業機器人軌跡規劃的要求也隨之越來越高，不僅要完成點位(PTP)和簡單的連續(CP)運動，還需要兼顧機器人的工作效率和復雜軌跡的平滑性。

然而，在目前的機器人直線運動軌跡規劃方面，機器人的運動過程中，在設定時刻的機械臂末端的位姿不能方便地求取出來，不利于實際工程應用。

因此，如何提供一種能夠方便求取機械臂末端位姿的方法，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種實用的工業六軸機械臂直線運動軌跡規劃方法，能夠方便求取機械臂末端位姿。本發明的另一目的是提供一種實用的工業六軸機械臂直線運動軌跡規劃系統，能夠方便求取機械臂末端位姿。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種實用的工業六軸機械臂直線運動軌跡規劃方法，包括以下步驟：

接收直線運動參數，包括機械臂末端以笛卡爾空間坐標表示的初始位置點位姿、期望位置點位姿、初始速度、預設加速度、預設減速度以及期望速度；

根據所述直線運動參數計算期望位置點與初始位置點之間的路徑長度S；

根據所述直線運動參數以及所述路徑長度S設定速度時間曲線，按照預設規則在所述速度時間曲線上設置插補點；

計算所述插補點對應的插補總距離S_num，其中，所述插補點對應的插補距離為以該插補點在所述速度時間曲線上對應的插補速度勻速運行至相鄰下一個所述插補點的距離，所述插補點與其之前所有插補點對應的所述插補距離累加得到該插補點對應的插補總距離S_num；

結合所述插補點對應的插補總距離S_num占所述路徑長度S的百分比、所述初始位置點位姿以及所述期望位置點位姿計算以笛卡爾空間坐標表示的相應的插補點位姿；

由所述插補點位姿逆解出相應所述插補點的關節角度，并求出脈沖數。

優選地，所述按照預設規則在所述速度時間曲線上設置插補點具體包括：

對所述速度時間曲線按照加速運行階段、減速運行階段、勻速運行階段劃分運行階段；

在各所述運行階段中，以預設時長為插補周期設置插補點。

優選地，所述根據所述直線運動參數以及所述路徑長度S設定速度時間曲線具體包括：

利用所述初始速度、所述預設加速度、所述預設減速度、所述期望速度計算加速行走的距離S_a、減速行走的距離S_d；