[发明专利]一种机器人的控制方法及机器人

说明书

技术领域

本发明涉及机器人，尤其涉及一种机器人的控制方法及机器人。

背景技术

工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的重要的现代制造业自动化装备。在国外,工业机器人技术日趋成熟,己经成为一种标准设备而得到工业界广泛应用,从而也形成了一批在国际上较有影响力的、知名工业机器人公司。目前,国际上的工业机器人公司主要分为日系和欧系。日系中主要有安川、OTC、松下、FANULC、不二越、川崎等公司的产品。欧系中主要有德国的KU KA、CLOOS、瑞典的ABB、意大利的COMAU及奥地利的工IGM公司。

我国的工业机器人从20世纪80年代开始起步，经过二三十年的发展，有了很大的进步，进入21世纪，随着国内机器人需求的迅猛增长，先后涌现出安徽埃夫特、南京埃斯顿、安徽巨一、广州数控等上海沃迪、青岛软控、山东帅克、广州万世德等一批从事工业机器人生产的企业。目前专门从事机器人产业的公司有200多家。在国家经济快速增长的拉动下，我国工业机器人市场从2004年开始加速，年均增长率高达40％，成为全球机器人市场增长最快的国家。根据国际机器人联合会的统计，2012年，我国工业机器人新安装22987台(数据不包括国内厂商和富士康的生产数量)，仅次于日本，排在第二位。从2006年到2012年，我国工业机器人年安装量增加了4倍，在世界工业机器人50年的发展史中，没有哪一个国家工业机器人安装量增长如此之快。预计到2016年,我国工业机器人新安装量将达到38000台。

现有机器人存在以下缺陷：路径规划插补算法解决机器人在空间的运动轨迹规划问题，目前的规划算法主要采用线形插补、圆弧插补和曲线插补等技术，基本思路是在空间坐标系中对机械臂末端路径进行分解，形成期望的路径，然后由控制器进行控制。其缺陷是末端在规划点之间的运行路径缺少约束，导致该段的运行轨迹难以控制

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种运行轨迹较容易控制的机器人的控制方法及机器人。

本发明提供了一种机器人的控制方法，包括以下步骤：

S1、运动学正、逆解，得到机械臂末端位姿在世界坐标系中的描述；

S2、位姿信息插补，规划机械臂末端的运行轨迹，实现机械臂末端在操作空间按照规划好的路径完成预定任务；

S3、关节空间运动规划，采用插补的形式约束机械臂末端的运行轨迹，实现精确的轨迹控制。

作为本发明的进一步改进，在步骤S1中，采用几何解析的方法计算运动学逆解。

作为本发明的进一步改进，在步骤S2中，按照参数设定的速度、加速度，对机器臂末端从当前位姿移动到指定位姿的运动进行插补。

作为本发明的进一步改进，在步骤S2中，采用直线插补或者圆弧插补进行位姿信息插补。

作为本发明的进一步改进，在步骤S3中，关节空间运动规划是指，当机器臂末端需要从起始点以任意轨迹运动到终止点时，根据给定参数及起始点、终止点各关节角度，进行关节空间路径规划，返回下一时刻各关节期望角度。

本发明还提供了一种采用上述中任一项控制方法进行控制的机器人，包括六自动度机械臂、控制器和示教盒，所述控制器分别与所述六自动度机械臂、示教盒连接。

本发明的有益效果是：通过上述方案，有效控制了机械臂末端的运行轨迹，提高了机械臂末端的控制精度。

附图说明

图1是本发明一种机器人的示意图；

图2是本发明一种机器人的控制方法的采用几何解析的方法计算其逆解的原理图。

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。

一种机器人的控制方法，包括以下步骤：

S1、运动学正、逆解，得到机械臂末端位姿在世界坐标系中的描述；

S2、位姿信息插补，规划机械臂末端的运行轨迹，实现机械臂末端在操作空间按照规划好的路径完成预定任务；

S3、关节空间运动规划，采用插补的形式约束机械臂末端的运行轨迹，实现精确的轨迹控制。

运动学正/逆解，运动学正解是指依据各关节的角度，实时计算出对应的机械臂末端位姿在世界坐标系中的描述。与此相反，运动学逆解是指依据机械臂末端位姿在世界坐标系中的描述计算出各个关节的角度。目前运动学正解主要采用齐次变换的方法进行运算，常用的方法是D-H法，该方法可以给出运动机构的正解。相比较而言运动学逆解则显得比较复杂，也是众多研究的热点，在本发明中采用几何解析的方法计算其逆解，如图2所示，其实现原理如下: