[發明專利]機械臂逆運動學控制方法、裝置、設備及可讀存儲介質

在審

• 申請號: 202110304775.8
• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN113021345A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 張縉鋒;鄧世韜
• 申請（專利權）人: 深圳市昂霸科技有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 深圳市恒程創新知識產權代理有限公司 44542
• 代理人: 劉冰

本發明公開了一種機械臂逆運動學控制方法、裝置、設備及可讀存儲介質。該方法包括：獲取機械臂的運動參數，并根據運動參數建立機械臂的運動學模型；根據運動學模型計算機械臂對應的第一特征值，并判斷第一特征值是否符合預設條件；若第一特征值不符合預設條件，在運動學模型中插入與第一特征值對應的阻尼曲線后，獲取機械臂對應的目標逆解，并根據目標逆解對機械臂進行控制。本發明通過在逆運動學求解過程中插入曲線阻尼，得到機械臂對應的逆運動學解，進而通過逆運動學解實現對機械臂的控制。

技術領域

本發明涉及機械控制領域，尤其涉及機械臂逆運動學控制方法、裝置、設備及可讀存儲介質。

背景技術

機械臂的逆運動學求解是工業機械臂應用的基礎，是機械臂控制的先決條件，直接關系到機器人離線編程、軌跡規劃、實時控制等任務。通常，機器人逆運動學問題的解決方法可分為三類：幾何/解析、與雅克比矩陣相關及基于優化。逆運動學最早和最佳的方法是解析解法，具有精度絕對和計算高效的優點，然而，當任意三個相鄰關節是平移的或任三個連續關節軸在同一點相交時，一個完整的解析解才存在，對于不滿足這些條件的機械臂，特別是冗余機械臂，其逆運動學沒有通用解析解。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種機械臂逆運動學控制方法、裝置、設備及可讀存儲介質，旨在解決現有技術沒有適用于大多數機械臂的逆運動學求解方法的技術問題。

此外，為實現上述目的，本發明還提供一種機械臂逆運動學控制方法，所述機械臂逆運動學控制方法包括以下步驟：

獲取機械臂的運動參數，并根據所述運動參數建立所述機械臂的運動學模型；

根據所述運動學模型計算所述機械臂對應的第一特征值，并判斷所述第一特征值是否符合預設條件；

若所述第一特征值不符合預設條件，在所述運動學模型中插入與所述第一特征值對應的阻尼曲線后，獲取所述機械臂對應的目標逆解，并根據所述目標逆解對所述機械臂進行控制。

可選地，所述根據所述運動參數建立所述機械臂的運動學模型的步驟，包括：

獲取所述機械臂當前所在的第一位置；

根據所述第一位置建立空間坐標系，并根據所述空間坐標系建立所述機械臂的運動學模型。

可選地，所述根據所述第一位置建立空間坐標系，并根據所述空間坐標系建立所述機械臂的運動學模型的步驟，包括：

在所述機械臂上確定目標參考點，并建立所述機械臂在所述第一位置對應的基坐標系和工具坐標系；

根據所述目標參考點確定所述基坐標與所述工具坐標系之間的變換關系；

根據所述變換關系建立所述機械臂的運動學模型。

可選地，所述根據所述運動學模型計算所述機械臂對應的第一特征值，并判斷所述第一特征值是否符合預設條件的步驟，包括：

根據所述運動學模型，確定所述機械臂在所述第一位置對應的雅克比矩陣；

計算所述雅克比矩陣的轉置與所述雅克比矩陣的乘積的秩，得到所述機械臂在所述第一位置對應的第一特征值；

將所述第一特征值與預設精度值進行比較，以判斷所述第一特征值的進度是否符合預設條件。

可選地，所述獲取所述機械臂對應的目標逆解的步驟，包括：

獲取所述機械臂要到達的目標位置，并根據預設算法計算所述機械臂在所述目標位置對應的第二特征值；

根據所述第二特征值對所述機械臂進行運動學計算，以確定所述機械臂對應的目標逆解。

可選地，所述根據所述第二特征值對所述機械臂進行運動學計算，以確定所述機械臂對應的目標逆解的步驟，包括：