[發明專利]一種多關節機械臂的軌跡規劃系統

有效

• 申請號: 202111028261.0
• 申請日: 2021-09-02
• 公開（公告）號: CN113799125B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 賀杰;侯芳東;毛建豐;曹夢龍;張東明;王孟露
• 申請（專利權）人: 迅立達智能裝備制造科技有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 合肥正則元起專利代理事務所(普通合伙) 34160
• 代理人: 孫鈞榮

1.一種多關節機械臂的軌跡規劃系統，包括處理器，其特征在于，所述處理器分別與數據采集模塊和軌跡規劃模塊通信和/或電氣連接；所述數據采集模塊和軌跡規劃模塊通信和/或電氣連接；

所述數據采集模塊與采集傳感器電氣連接，且通過采集傳感器采集傳感數據；

所述軌跡規劃模塊用于對機械臂的運動軌跡進行規劃，包括：

結合機械臂的連桿個數建立機械臂的運動學模型；其中，運動學模型包括正運動學模型和逆運動學模型；

任務代碼結合多項式擬合法獲取關節擬合軌跡，并對關節擬合軌跡進行求解；所述關節擬合軌跡的獲取包括：

獲取起點到中間點的節點個數并標記為A；

獲取中間點到終點的節點個數并標記為B；

通過公式JPX=α1×A/(A+B)獲取節點評估系數JPX；其中，α1為比例系數，且α1為大于0的實數；

根據多項式擬合次數參考表分別擬合起點到中間點、中間點到終點的關節軌跡，將起點到中間點、中間點到終點的關節軌跡進行組合獲取關節擬合軌跡；

通過初設數據結合人工智能模型獲取設定規則數據，根據設定規則數據生成軌跡優化目標；所述設定規則數據的獲取具體包括：

獲取實時數據，所述實時數據包括初設數據和壽命表征數據；

通過數據存儲模塊獲取訓練數據集；所述訓練數據集包括初設數據、壽命表征數據及對應的設定規則數據；所述設定規則數據包括機械臂的運動最短時間、移動最小空間距離、最大關節承受扭矩；

將訓練數據集按照設定比例劃分為訓練集、測試集和校驗集；

構建人工智能模型；所述人工智能模型包括誤差逆向反饋神經網絡、RBF神經網絡和深度卷積神經網絡中的一種或者多種；

通過訓練集、測試集和校驗集對人工智能模型進行訓練，將完成訓練的人工智能模型標記為規則數據預測模型；

將實時數據輸入至規則數據預測模型獲取輸出結果；其中，所述輸出結果為實時數據對應的設定規則數據；

通過智能算法對軌跡優化目標進行全局優化，獲取機械臂最優軌跡曲線。

2.根據權利要求1所述的一種多關節機械臂的軌跡規劃系統，其特征在于，所述采集傳感器包括速度傳感器、加速度傳感器、位移傳感器和扭矩傳感器。

3.根據權利要求1所述的一種多關節機械臂的軌跡規劃系統，其特征在于，該軌跡規劃系統還包括數據存儲模塊、管理監督模塊和故障處理模塊；所述處理器分別與數據存儲模塊、管理監督模塊和故障處理模塊通信和/或電氣連接；所述管理監督模塊分別與數據存儲模塊和故障處理模塊通信和/或電氣連接；

所述管理監督模塊用于上傳任務數據至處理器和數據存儲模塊；所述任務數據包括任務代碼；

所述故障處理模塊用于監控軌跡規劃系統的通信狀態，同時，還用于故障預警。

4.根據權利要求3所述的一種多關節機械臂的軌跡規劃系統，其特征在于，所述通信狀態的監控具體包括：

獲取故障處理模塊和處理器之間的通信狀態并生成第一通信標簽；

當第一通信標簽為1時，則獲取處理器與數據采集模塊、軌跡規劃模塊之間的通信狀態并生成第二通信標簽；

當第二通信標簽為1時，獲取數據采集模塊與采集傳感器之間的通信狀態并生成第三通信標簽。