[發明專利]一種通過手輪控制運動裝置運動方式的設計方法

在審

• 申請號: 202110992011.2
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113433895A
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 蘭周軍;費秀峰;卜華;寧佳佳;甘代忠;寧冬冬
• 申請（專利權）人: 南京藍昊智能科技有限公司
• 主分類號: G05B19/416
• 分類號: G05B19/416
• 代理公司: 南京申云知識產權代理事務所(普通合伙) 32274
• 代理人: 于賀賀;王云

本發明公開一種通過手輪控制運動裝置運動方式的設計方法，包括以下步驟：S1）根據運動裝置的運動方式建立速度模型；S2）通過正向坐標系投影將不同維度的坐標系統一到相同維度的坐標系中進行換算；S3）根據運動裝置的運動模式建立軌跡模型；S4）通過逆向坐標系投影將步驟S2中經過變換的坐標系還原到原維度的坐標系；S5)將經過計算獲得的位移信息、時間信息、速度信息通過工控機的網絡模塊發送到運動裝置；S6）運動裝置執行指定的控制信息。本發明利用逆向坐標系投影將經過變換的坐標系還原到原維度的坐標系，使用手輪控制裝置進行多功能運動，可以確保裝置移動迅速、穩定性高以及可自由切換速度。

技術領域

本發明涉及移動機構運動方式的設計方法；具體說是一種通過手輪控制運動裝置運動方式的設計方法。

背景技術

隨著計算機技術的不斷發展，機械設備的自動化領域也在不斷擴展，而機械設備領域中最重要的一部分莫過于裝置的移動。手輪裝置被大量采用于控制裝置的移動，為用戶操作裝置提供了便捷的方式，也為用戶提供了安全，通過遠程操作裝置，防止被裝置誤傷。

手輪控制裝置是當下比較常規的控制方法。當下的手輪控制模式比較單一，大多數不適合在高緯度的復雜空間內進行移動。手輪控制的路徑規劃普遍為直線路徑。當遇到一些障礙物，需要用戶不停的切換軸來實現繞過障礙物的目的。

市場上的大部分手輪只支持移動操作，當用戶想要切換移動的對象時需要回到操作界面進行調整。

發明內容

發明目的：針對上述現有技術存在的不足，提供一種通過手輪控制運動裝置運動方式的設計方法。

技術方案：為了實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：一種通過手輪控制運動裝置運動方式的設計方法，包括以下步驟：

S1）根據運動裝置的運動方式建立速度模型；

S2）通過正向坐標系投影將不同維度的坐標系統一到相同維度的坐標系中進行換算；

S3）根據運動裝置的運動模式建立軌跡模型；

S4）通過逆向坐標系投影將步驟S2中經過變換的坐標系還原到原維度的坐標系中；

S5)將經過計算獲得的位移信息、時間信息、速度信息通過工控機的網絡模塊發送到運動裝置運動；

S6）運動裝置執行指定的控制信息，進而完成運動。

進一步地，所述步驟S1具體包括以下步驟：

S1.1）根據運動裝置的運動方式建立曲線速度模型，該曲線速度模型的公式如下：

(1)

其中，S為軌跡運動距離，為運動初始速度，為運動最大速度，為運動結束速度，為加速度段的運動時間，為勻速段的運動時間，為減速段的運動時間；

S1.2）采集手輪脈沖數據，將其帶入到公式(1)中，得到運動裝置在運動到目標點的運動速度。

進一步地，所述步驟S2中的坐標換算具體設置為：使用矩陣計算的方式，將當前的位置坐標映射到實際應用場景的模型所在的坐標系中；

(2)

(3)

(4)

(5)

在公式（2）、（3）、（4）中，A和T均為4x4的矩陣，A和T將空間內的一個點轉化到矩陣當中，為齊次坐標系平面上的矩陣，其旋轉角度對 ；T中x，y，z的值為當前需要轉變坐標點的三維值，即當前點在x軸，y軸，z軸上的數值；

公式（5）中為轉換后的映射在實際應用場景的坐標點，而為轉換前在實際坐標系中的坐標點，括號中的x，y，z表示其位置坐標，T、、A分別為公式（2）、公式（3）、公式（4）。