[發(fā)明專利]一種五軸機(jī)器人姿態(tài)逆解方法及相關(guān)設(shè)備

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110023768.0
• 申請(qǐng)日: 2021-01-08
• 公開（公告）號(hào): CN112613196A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳雨涵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 配天機(jī)器人技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06F30/17;G06F17/16
• 代理公司: 深圳市深佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44285
• 代理人: 王兆林

1.一種五軸機(jī)器人姿態(tài)逆解方法，其特征在于，所述五軸機(jī)器人包括由基準(zhǔn)點(diǎn)處依次設(shè)置的第一機(jī)械軸至第五機(jī)械軸，包括：

對(duì)所述五軸機(jī)器人的各個(gè)機(jī)械軸進(jìn)行迪納維特-哈坦伯格DH建模，獲取各個(gè)機(jī)械軸的迪納維特-哈坦伯格DH參數(shù)；

基于所述各個(gè)機(jī)械軸的DH參數(shù)構(gòu)建所述各個(gè)機(jī)械軸之間的坐標(biāo)變換矩陣；

聯(lián)立所述各個(gè)機(jī)械軸之間的坐標(biāo)變換矩陣計(jì)算得出從所述基準(zhǔn)點(diǎn)至第五機(jī)械軸的第一坐標(biāo)變換矩陣；

基于所述第五機(jī)械軸的姿態(tài)及位置獲得所述第五機(jī)械軸節(jié)點(diǎn)相對(duì)于所述基準(zhǔn)點(diǎn)的第二坐標(biāo)變換矩陣；

聯(lián)立所述第一坐標(biāo)變換矩陣及所述第二坐標(biāo)變換矩陣計(jì)算獲得所述各個(gè)機(jī)械軸節(jié)點(diǎn)的DH參數(shù)的實(shí)際值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五軸機(jī)器人姿態(tài)逆解方法，其特征在于，

所述各個(gè)機(jī)械軸節(jié)點(diǎn)的DH參數(shù)包括：

第一機(jī)械軸節(jié)點(diǎn)的DH參數(shù)為：連桿扭轉(zhuǎn)α＝0°，連桿長(zhǎng)度a＝0，連桿偏移d＝d1，關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角θ＝q1；

第二機(jī)械軸節(jié)點(diǎn)的DH參數(shù)為：連桿扭轉(zhuǎn)α＝-90°，連桿長(zhǎng)度a＝0，連桿偏移d＝0，關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角θ＝q2；

第三機(jī)械軸節(jié)點(diǎn)的DH參數(shù)為：連桿扭轉(zhuǎn)α＝0°，連桿長(zhǎng)度a＝a3，連桿偏移d＝0，關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角θ＝q3；

第四機(jī)械軸節(jié)點(diǎn)的DH參數(shù)為：連桿扭轉(zhuǎn)α＝0°，連桿長(zhǎng)度a＝a4，連桿偏移d＝0，關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角θ＝q4；

第五機(jī)械軸節(jié)點(diǎn)的DH參數(shù)為：連桿扭轉(zhuǎn)α＝90°，連桿長(zhǎng)度a＝0，連桿偏移d＝d5，關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角θ＝q5，所述d1，a3，a4和d5為常數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的五軸機(jī)器人姿態(tài)逆解方法，其特征在于，所述

基于所述各個(gè)機(jī)械軸節(jié)點(diǎn)的DH參數(shù)構(gòu)建所述各個(gè)機(jī)械軸節(jié)點(diǎn)之間的坐標(biāo)變換矩陣，包括：

基于i-1機(jī)械軸至i機(jī)械軸的坐標(biāo)變換矩陣，獲得各個(gè)機(jī)械軸之間的坐標(biāo)變換矩陣；

所述i-1機(jī)械軸至i機(jī)械軸的坐標(biāo)變換矩陣如下：

其中為i-1機(jī)械軸至i機(jī)械軸的坐標(biāo)變換矩陣；

α_i為所述i機(jī)械軸的連桿扭轉(zhuǎn)，a_i為所述i機(jī)械軸的連桿長(zhǎng)度，d_i為所述i機(jī)械軸的連桿偏移，θ_i為所述i機(jī)械軸的關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角；

α_i-1為所述i-1機(jī)械軸的連桿扭轉(zhuǎn)，a_i-1為所述i-1機(jī)械軸的連桿長(zhǎng)度，d_i-1為所述i-1機(jī)械軸的連桿偏移，θ_i-1為所述i-1機(jī)械軸的關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角；

所述聯(lián)立所述各個(gè)機(jī)械軸之間的坐標(biāo)變換矩陣計(jì)算得出從基準(zhǔn)點(diǎn)至第五機(jī)械軸的第一坐標(biāo)變換矩陣，包括基于下述公式聯(lián)立各個(gè)機(jī)械軸節(jié)點(diǎn)之間的坐標(biāo)變換矩陣計(jì)算得出的從基準(zhǔn)點(diǎn)至第五機(jī)械軸的第一坐標(biāo)變換矩陣。

其中為由基準(zhǔn)點(diǎn)至第五機(jī)械軸的第一坐標(biāo)變換矩陣；

為由基準(zhǔn)點(diǎn)至第一機(jī)械軸的坐標(biāo)變換矩陣；

為由第一機(jī)械軸至第二機(jī)械軸的坐標(biāo)變換矩陣；

為由第二機(jī)械軸至第三機(jī)械軸的坐標(biāo)變換矩陣；

為由第三機(jī)械軸至第四機(jī)械軸的坐標(biāo)變換矩陣；

為由第四機(jī)械軸至第五機(jī)械軸的坐標(biāo)變換矩陣。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的五軸機(jī)器人姿態(tài)逆解方法，其特征在于，所述第二坐標(biāo)變換矩陣的具體形式如下述：

所述第二坐標(biāo)變換矩陣中的r11，r12，r13，r21，r22，r23，r31，r32，r33用于表述所述第五機(jī)械軸節(jié)點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)系的姿態(tài)變化，為常數(shù)值，px，py，pz用于描述所述第五機(jī)械軸節(jié)點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)系的坐標(biāo)變化，為常數(shù)值。