[發明專利]一種五軸機器人姿態逆解方法及相關設備

在審

• 申請號: 202110023768.0
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112613196A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 陳雨涵
• 申請（專利權）人: 配天機器人技術有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/17;G06F17/16
• 代理公司: 深圳市深佳知識產權代理事務所(普通合伙) 44285
• 代理人: 王兆林

本申請實施例公開了一種五軸機器人姿態逆解方法，用于解決五軸機器人的逆解問題。本申請實施例方法包括：對所述五軸機器人的各個機械軸進行迪納維特?哈坦伯格DH建模，獲取各個機械軸的DH參數；基于所述各個機械軸的DH參數構建所述各個機械軸之間的坐標變換矩陣；聯立所述各個機械軸之間的坐標變換矩陣計算得出從基準點至第五機械軸的第一坐標變換矩陣；基于所述第五機械軸的姿態及位置獲得所述第五機械軸節點相對于所述基準點的第二坐標變換矩陣；聯立所述第一坐標變換矩陣及所述第二坐標變換矩陣計算獲得所述各個機械軸節點的DH參數的實際值。通過上述方式獲得了五軸機器人的姿態，完成對五軸機器人的逆解過程。

技術領域

本申請實施例涉及設備控制領域，尤其涉及一種五軸機器人姿態逆解方法及相關設備

背景技術

近年來，對于工業機器人的研究逐漸被人們所重視，由多個機械軸組成的機械臂機器人在工業生產和技術研究領域應用廣泛，而機械臂機器人的逆解問題是機械軸控制過程中所需克服的重要問題，機械軸逆解問題是將機器人的末端機械軸的笛卡爾坐標系位置映射到基準點坐標系中的一種求解問題，其中由于機器人的機械軸數量及姿態不同，導致映射關系較為復雜。對于機械軸逆解問題的傳統接發主要分為數值法和解析法。數值法，即移動各軸，不斷迭代向目標位姿靠近，最終確定能夠和末端目標位姿重合的各個軸角度值；解析法，即通過已知的末端機械軸的位置與姿態反向求解各個機械軸的角度值。本發明提出的方法屬于解析法，通過建立機械軸的DH模型反向求解各軸角度。

現有的通用工業操作軸一般由6個機械軸組成，因此現有的逆解問題研究通常是針對該類型操作軸展開，對于只有5個機械軸的工業機器人的相關研究較少。

發明內容

本申請實施例第一方面提供了一種一種五軸機器人姿態逆解方法，所述五軸機器人包括第一機械軸、第二機械軸、第三機械軸、第四機械軸和第五機械軸，所述第一機械軸設置在基準點處，所述第一機械軸、第二機械軸、第三機械軸、第四機械軸和第五機械軸依次相互連接，包括：

對所述五軸機器人的各個機械軸進行迪納維特-哈坦伯格DH建模，獲取各個機械軸的DH參數；

基于所述各個機械軸的DH參數構建所述各個機械軸之間的坐標變換矩陣；

聯立所述各個機械軸之間的坐標變換矩陣計算得出從基準點至第五機械軸的第一坐標變換矩陣；

基于所述第五機械軸的姿態及位置獲得所述第五機械軸節點相對于所述基準點的第二坐標變換矩陣；

聯立所述第一坐標變換矩陣及所述第二坐標變換矩陣計算獲得所述各個機械軸節點的DH參數的實際值。

基于本申請實施例第一方面所述的五軸機器人姿態逆解方法，可選地，

所述各個機械軸節點的DH參數包括：

第一機械軸節點的DH參數為：連桿扭轉α＝0°，連桿長度a＝0，連桿偏移d＝d1，關節轉角θ＝q1；

第二機械軸節點的DH參數為：連桿扭轉α＝-90°，連桿長度a＝0，連桿偏移d＝0，關節轉角θ＝q2；

第三機械軸節點的DH參數為：連桿扭轉α＝0°，連桿長度a＝a3，連桿偏移d＝0，關節轉角θ＝q3；

第四機械軸節點的DH參數為：連桿扭轉α＝0°，連桿長度a＝a4，連桿偏移d＝0，關節轉角θ＝q4；

第五機械軸節點的DH參數為：連桿扭轉α＝90°，連桿長度a＝0，連桿偏移d＝d5，關節轉角θ＝q5，所述d1，a3，a4和d5為常數。

基于本申請實施例第一方面所述的五軸機器人姿態逆解方法，可選地，所述基于所述各個機械軸節點的DH參數構建所述各個機械軸節點之間的坐標變換矩陣，包括：

基于i-1機械軸至i機械軸的坐標變換矩陣，獲得各個機械軸之間的坐標變換矩陣；