[发明专利]一种水火弯板智能机器人路径规划方法

权利要求书

1.一种水火弯板智能机器人路径规划方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）确定机器人的运动空间和自由度；

（2）确定机器人的目标路径；

（3）确定机器人的末端位姿；

（4）确定各关节的运动量、运动速度；

（5）机器人的随动控制；

（6）运动路径优化。

2.根据权利要求1所述的水火弯板智能机器人路径规划方法，其特征在于：所述步骤（1）中的确定机器人的运动空间为：X轴：10-14米，Y轴：2.5-4.5米，Z轴：0.8-1.5米，C1轴：0～180°，C2轴：0～360°；自由度为4个。

3.根据权利要求2所述的水火弯板智能机器人路径规划方法，其特征在于：所述步骤（1）中的确定机器人的运动空间为：X轴：12米，Y轴：3.5米，Z轴：1.2米，C1轴：0～180°，C2轴：0～360°；自由度为4个。

4.根据权利要求1所述的水火弯板智能机器人路径规划方法，其特征在于：所述步骤（2）中的确定机器人的目标路径，根据火路、加热强度、形变要求、钢板特性做出初步路径规划，并找出钢板曲面上的加工曲线与该曲线上的特殊点。

5. 根据权利要求1所述的水火弯板智能机器人路径规划方法，其特征在于：所述步骤（3）中的确定机器人的末端位姿，由安装成不同角度的两部相机对加工钢板（1）曲面进行拍摄，然后根据相机的内外部参数确定机器人火枪头（2）的当前位置与钢板上需要加工的特殊点位置；再以特殊点为中心，取小片曲面；接着通过曲面拟合求得此小片曲面的曲面方程，过特殊点计算此小曲面的法向量方程；最后根据火枪头与加热点之间的最佳距离，计算可得机器人末端的位姿。

6.根据权利要求1所述的水火弯板智能机器人路径规划方法，其特征在于：所述步骤（5）中的机器人的火枪头的随动控制，根据机器人的末端姿态和初始姿态，逆解出机器人各关节应有的运动量，然后求解出各关节的速度。

7.根据权利要求1所述的水火弯板智能机器人路径规划方法，其特征在于：所述步骤（6）中的运动路径优化主要为非加工路径的选择，根据需要加工曲线的两端点坐标以及机器人终端的当前坐标，寻找最优路径，先计算机器人终端的当前坐标点与需加工曲线的两端点s1、s2之间的距离d₁、d₂，再比较d₁、d₂的大小；如果d₁＜d₂，则机器人的非加工路径选择：采用直线运动由当前位置运动到端点s1，然后从s1端运动到s2端；若d₁＞d₂，则机器人的非加工路径选择：采用直线运动由当前位置运动到端点s2，然后从s2端运动到s1端。

8.根据权利要求6所述的水火弯板智能机器人路径规划方法，其特征在于：在加工路径中，机器人的火枪头与钢板曲面保持一定间距，进行匀速运动；在非加工路径中，机器人采用加速直线运动。