[发明专利]无损检测机器人进行智能检测的方法

权利要求书

1.一种无损检测机器人进行智能检测的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

（1）将进行无损检测的无损检测机器人安装到待检测的反应堆压力容器内的预定位置；

（2）构建全局坐标系和轴坐标系，根据无损检测机器人在待检测的反应堆压力容器内的位置确定无损检测机器人各个自由度运动轴上探头进行无损检测时各个自由度运动轴在坐标系中的源坐标；

（3）根据待检测的反应堆压力容器内待检测对象的位置确定无损检测机器人各个自由度运动轴上探头进行无损检测时各个自由度运动轴在坐标系中的目标坐标；

（4）根据源坐标和目标坐标确定无损检测机器人各个自由度运动轴的运动量和运动方式；由各个自由度运动轴的运动量和运动方式确定无损检测机器人进行无损检测时的运行轨迹；

（5）无损检测机器人根据检测指令沿运行轨迹进行无损检测。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法中还包括步骤（2）中进行构建全局坐标系和轴坐标系前，需要将无损检测机器人各个自由度运动轴恢复到初始状态后进行位置标定，并确定一个自由度运动轴位置为工作零点；以工作零点为零点坐标构建全局坐标系和各个自由度运动轴的轴坐标系。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述方法步骤（4）中假设无损检测机器人至少具有四个自由度运动轴，源坐标为起始点A（X_A,Y_A,Z_A），目标坐标为终点B(X_B,Y_B,Z_B)，已知A点姿态为100XA010YA001ZA0001,]]>末端B点的姿态为nxoxaxXBnyoyayYBnzozazZB0001,]]>其中n_x,n_y,n_z,o_x,o_y,o_z,a_x,a_y,a_z,X_B,Y_B,Z_B均为已知并且满足o→·o→=1,a·→a→=1,o→·a→=0;]]>则：

1）将坐标系中A（X_A,Y_A,Z_A）、B(X_B,Y_B,Z_B)构成的三维图形转换到XOZ平面上，确定第一自由度运动轴位移的距离D₁，其中：

D₁=Z_B-Z_A，

此时运动轴末端位置坐标为A₁(X_A1,Y_A1,Z_A1)，此时A₁点姿态为100XA010YA001ZA+D10001;]]>

2）将坐标系中A₁(X_A1,Y_A1,Z_A1)、B(X_B,Y_B,Z_B)构成的三维图形转换到XOY平面上，确定第二自由度运动轴在XOY平面上旋转的角度β₂，其中：

β2=a2+b2-c22*a*b,]]>其中a=XA2+YA2,b=XB2+YB2,c=(XB-XA)2+(YB-YA)2;]]>

此时运动轴末端位置坐标为A₂(X_A2,Y_A2,Z_A2)，此时A₂点姿态为cβ2-sβ20XA·cβ2-YA·sβ2sβ2cβ20XA·sβ2+YA·cβ2001ZA+D10001;]]>其中cβ₂＝cosβ₂，sβ₂＝sinβ₂。

3）此时坐标系中A₂(X_A2,Y_A2,Z_A2)、B(X_B,Y_B,Z_B)三维坐标点构成的图形转换到XOY平面的一条直线上，确定第三自由度运动轴在直线上位移的距离D₃，其中：

D₃=b-a，其中a=XA2+YA2,b=XB2+YB2;]]>

此时，运动轴末端位置坐标为B(X_B,Y_B,Z_B)，此时末端B点的姿态为cβ2-sβ20XA·cβ2-YA·sβ2+D3sβ2cβ20XA·sβ2+YA·cβ2001ZA+D10001;]]>

4）此时将运动轴的运动轴末端位置坐标、B(X_B,Y_B,Z_B)三维图转换到XOY中平面的一个点上，确定第四自由度运动轴在该点上旋转的角度β₄，其中：

β₄=θ，

其中已知A点姿态为A=100XA010YA001ZA0001,]]>末端B点的姿态为nxoxaxXBnyoyayYBnzozazZB0001,]]>其中n_x,n_y,n_z,o_x,o_y,o_z,a_x,a_y,a_z,X_B,Y_B,Z_B均为已知并且满足B=Rot(x,θ)＊Trans(D₃,0,0)*Rot(z,β₂)*Trans(0,0,D₁)*A；

nxoxaxXBnyoyayYBnzozazZB0001=cβ-sβ0XA·cβ-YA·sβ+D3cθ·sβcθ·cβ-sθ(XA·sβ+YA·cβ)cθ-(ZA+D1)sθsθ·sβsθ·cβcβ(XA·sβ+YA·cβ)sθ+(ZA+D1)cθ0001]]>其中sβ＝sinβ，cβ＝cosβ，sθ＝sinθ，cθ＝cosθ；β为绕轴旋转的偏移量；

Rot(z,β2)=cosβ2-sinβ200sinβ2cosβ20000100001,]]>Trans=(0,0,D1)10000100001D10001,]]>Trans(D3,0,0)=10000100001D30001,]]>Rot(x,θ)=10000cosθ-sinθ00sinθcosθ00001;]]>

计算上式即可得出θ；

通过上述步骤获得四个自由度运动轴的运动量和运动方式后，确定四个自由度运动轴的运动轨迹。