[發明專利]機器人的仿真方法及裝置

在審

• 申請號: 202010555703.6
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111665740A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 高建歌
• 申請（專利權）人: 珠海格力智能裝備有限公司;珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 周春枚

本發明公開了一種機器人的仿真方法及裝置。該發明包括：接收機器人的目標關節的控制參數，控制參數至少包括以下參數：目標關節的最大速度和目標關節的加速度時間；依據控制參數，生成目標關節對應的運動曲線；通過運動曲線對目標關節的運動狀態進行仿真。通過本發明，解決了相關技術中協作機器人的運動仿真可靠性較低的技術問題。

技術領域

本發明涉及機器人仿真測試領域，具體而言，涉及一種機器人的仿真方法及裝置。

背景技術

隨著機器人技術的進步和制造模式的變革，近年來協作機器人越來越受到重視。與傳統的工業機器人相比，協作機器人具有安全性高、通用性好、靈敏、精準、易于使用和便于人機協作等優點，上述優點使得協作機器人不僅在制造領域中得到應用，而且在家庭服務和康復醫療等領域也具有潛在的應用價值。

從發展趨勢上來看，協作機器人的高安全性和人機協作特點，將會成為未來機器人發展的主流方向。而對其運動特性的研究也顯得尤為重要，運動特性首先要從運動的仿真對其進行研究分析，以方便對其應用過程的運動特性進行預判性評估。

相關技術中，現代制造業對機器人性能的要求也越來越高，而機器人運動軌跡規劃在機器人控制中占有重要地位，其平滑度直接影響機器人運動的性能和效率。在協作機器人控制系統中，最常見的控制方式多以最大速度和加速時長來確定加速性能，通常使用的梯形速度曲線控制只能滿足速度曲線連續，但是轉角曲線存在突變對關節沖擊較大；S型速度曲線控制滿足轉角曲線連續，但加速度的變化仍會對機器人關節造成一定沖擊。

針對相關技術中存在的上述問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種機器人的仿真方法及裝置，以解決相關技術中協作機器人的運動仿真可靠性較低的技術問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種機器人的仿真方法。該發明包括：接收機器人的目標關節的控制參數，控制參數至少包括以下參數：目標關節的最大速度和目標關節的加速度時間；依據控制參數，生成目標關節對應的運動曲線；通過運動曲線對目標關節的運動狀態進行仿真。

進一步地，依據控制參數，生成目標關節對應的運動曲線包括：依據目標關節的最大速度、加速度時間，確定第一公式，其中，第一公式為其中，a(t)為目標關節的加速度，V_max為目標關節的最大速度，T為目標關節的加速度時間，t為預設時間段內的時刻；依據第一公式，生成目標關節在預設時間段內的正弦平方曲線，正弦平方曲線用于表征目標關節運動時的加速性能。

進一步地，在依據控制參數，生成目標關節對應的運動曲線還包括：依據目標關節的最大速度和加速度時間，確定第二公式，其中，第二公式包括第一子公式、第二子公式和第三子公式，第一子公式用于表征目標關節在加速階段的速度，第二子公式用于表征目標關節在勻速階段的速度，第三子公式用于表征目標關節在減速階段；依據第二公式，生成目標關節在預設時間段內的速度曲線。

進一步地，在依據控制參數，生成目標關節對應的運動曲線還包括：依據目標關節的最大速度和加速度時間，確定第三公式，其中，第三公式包括第四子公式、第五子公式和第六子公式，第四子公式用于表征目標關節在加速階段的轉角，第五子公式用于表征目標關節在勻速階段的轉角，第六子公式用于表征目標關節在減速階段的轉角；依據第三公式，生成目標關節在預設時間段內的轉角曲線。

進一步地，在通過運動曲線對目標關節的運動狀態進行仿真之前，該方法包括：分別判定控制參數是否在各自對應的預設范圍內；如果控制參數都在各自對應的預設范圍內，則提取目標關節分別在不同的運動階段對應的轉角。

進一步地，通過運動曲線對目標關節的運動狀態進行仿真包括：依據生成的速度曲線和提取的轉角，對機器人在預設時間段內的運動狀態進行仿真。