[发明专利]一种奇异点区域减速保护方法、系统和工业机器人

说明书

技术领域

本申请涉及机器人技术领域，更具体地说，涉及一种奇异点区域减速保护方法、系统和工业机器人。

背景技术

工业机器人是工业自动化系统中重要的部件之一，当前，多个国家在工业机器人技术上已经树立了一定的领先优势，尤其是在机器人本体的设计上，相关的基础技术已经比较成熟，因而众多的机器人厂家在机器人应用上投入了大量精力。对工业机器人的奇异点处理方法是机器人应用技术中一个主要的技术难点，是工业机器人必然遇到的技术问题，工业机器人一旦遇到或接近奇异点，就会发生关节运动速度变大的现象，从而导致机器人停机甚至带来生产安全问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种奇异点区域减速保护方法、系统和工业机器人，用于解决工业机器人因为在奇异点区域因速度变大导致停机或生产安全的问题。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种奇异点区域减速保护方法，应用于具有多个关节的工业机器人，包括步骤：

根据所述工业机器人的关节的实时状态数据和目标状态数据计算所述关节的目标运动速度，所述实时状态数据包括所述关节的实时运动角度和实时时间，所述目标状态数据包括预设的运动任务所对应的目标运动角度和目标运动时间；

当所述关节的位置处于奇异点过渡区域内时，计算所述关节的允许速度；

根据所述目标运动速度和所述允许速度对所述关节进行减速保护。

可选的，所述根据所述工业机器人的关节的实时状态数据和目标状态数据计算所述关节的目标运动速度，包括：

获取所述实时运动角度和所述实时时间；

根据所述实时运动角度、所述实时时间、所述目标运动角度和所述目标运动时间计算所述目标运动速度。

可选的，所述根据所述实时运动角度、所述实时时间、所述目标运动角度和所述目标运动时间计算所述目标运动速度，包括：

根据所述运动任务计算所述关节的目标位置和目标姿态；

根据所述目标位置和目标姿态计算出所述目标运动角度和所述目标运动时间；

根据所述实时运动角度、所述实时时间、所述目标运动角度和所述目标运动时间计算所述目标运动速度。

可选的，所述根据所述工业机器人的关节的实时状态数据和目标状态数据计算所述关节的目标运动速度，还包括：

当所述关节的运动速度和位置处于异常状态时发出预设的控制指令。

可选的，所述当所述关节的运动速度和位置处于异常状态时发出预设的控制指令，包括：

当所述运动速度超出预设的速度阈值时发出第一控制指令，所述第一控制指令用于控制所述工业机器人停机；

当所述工业机器人的末端的位置超出正常工作区域时发出第二控制指令，所述第二控制指令用于控制所述工业机器人停机；

根据对所述工业机器人的运动位置的判断发出运动状态提示信息。

一种奇异点区域减速保护系统，应用于具有多个关节的工业机器人，包括：

实时检测模块，用于根据所述工业机器人的关节的实时状态数据和目标状态数据计算所述关节的目标运动速度，所述实时状态数据包括所述关节的实时运动角度和实时时间，所述目标状态数据包括预设的运动任务所对应的目标运动角度和目标运动时间；

奇异点区域计算模块，用于当所述关节的位置处于奇异点过渡区域内时，计算所述关节的允许速度；

奇异点处理模块，用于根据所述目标运动速度和所述允许速度对所述关节进行减速保护。

可选的，所述实时检测模块包括：

本体信息单元，用于获取所述实时运动角度和所述实时时间；

模型处理单元，用于根据所述实时运动角度、所述实时时间、所述目标运动角度和所述目标运动时间计算所述目标运动速度。

可选的，所述模型处理单元包括：

正逆解子单元，用于根据所述运动任务计算所述关节的目标位置和目标姿态，并根据所述目标位置和目标姿态计算出所述目标运动角度和所述目标运动时间；

速度计算子单元，用于根据所述实时运动角度、所述实时时间、所述目标运动角度和所述目标运动时间计算所述目标运动速度。

可选的，所述实时检测模块还包括：

警报单元，用于当所述关节的运动速度和位置处于异常状态时发出预设的控制指令。

可选的，所述警报单元包括：

超速警报子单元，用于当所述运动速度超出预设的速度阈值时发出第一控制指令，所述第一控制指令用于控制所述工业机器人停机；