[发明专利]用于冗余优化地规划移动式机器人的操作的方法

说明书

本发明涉及一种用于冗余优化地规划冗余的移动式机器人(1)的操作的方法，该移动式机器人具有：移动式承载车辆(2)；机器人臂(6)，具有多个通过关节连接并关于转动轴(21‑25)被可转动地安装的肢节(11‑16)；用于使肢节(11‑16)相对于彼此运动的驱动器；和电子控制装置(5)，其被设计为，操控用于肢节(11‑16)的驱动器和用于移动式机器人(1)的运动的承载车辆(2)。

技术领域

本发明涉及一种用于冗余优化地规划移动式机器人的操作的方法。

背景技术

专利文献US5550953公开了一种移动式机器人和一种操作该移动式机器人的方法。该移动式机器人包括机器人臂和承载车辆，机器人臂具有多个可相对于彼此运动的肢节，机器人臂被固定在承载车辆上。

发明内容

本发明的目的在于提供一种更好的用于规划移动式机器人的运动的方法。

本发明的目的通过一种用于冗余优化地规划冗余的移动式机器人的操作的方法来实现，该机器人具有：移动式承载车辆；机器人臂，具有多个肢节，这些肢节通过关节连接并且被关于转动轴可转动地安装；驱动器，用于使肢节相对于彼此运动；和电子控制装置，其被设计为，操控用于肢节的驱动器和用于移动式机器人的运动的承载车辆，该方法具有以下方法步骤：

-使用与工具中心点相对应的笛卡尔TCP坐标系，该工具中心点配属于机器人臂，该坐标系具有第一TCP坐标轴、第二TCP坐标轴和第三TCP坐标轴，

-使用笛卡尔世界坐标系，其具有第一世界坐标轴、第二世界坐标轴和第三世界坐标轴，其中，第一世界坐标轴和第二世界坐标轴撑开一平面，移动式机器人在该平面上运动，工具中心点相对于该平面的高度对应于第三世界坐标轴，并且TCP坐标轴中的一个与该平面围成一角度，

-创建至少一个图，在该图中冗余被表示为高度和角度的函数，冗余是对移动式机器人的取决于高度和角度的可能的配置的度量(Maβ)，和

-借助于该至少一个图来规划移动式机器人的操作。

这种移动式机器人是一种冗余的移动式机器人，对其而言，对于工具中心点在空间中的各个位置和方向，这种移动式机器人通常有多个可能的配置。移动式机器人的配置是指：对于工具中心点的各个位置和方向，机器人臂有多个可能的姿态，并且承载车辆在平面上有多个可能的位置和方向。通过各个肢节相对于彼此的角位置来获得机器人臂的姿态。

因此，针对工具中心点在空间中的各个位置和方向，移动式机器人通常具有冗余的配置。可以例如在世界坐标系中表示这些位置和方向。也可以在TCP坐标系的坐标中表示工具中心点的方向。

根据本发明的一种优选的实施方式，机器人臂包括正好五个自由度并因此包括第一肢节、第二肢节、第三肢节、第四肢节、第五肢节和第六肢节作为肢节，包括第一转动轴、第二转动轴、第三转动轴、第四转动轴和第五转动轴作为转动轴。在这种情况下，移动式机器人具有特别是8个自由度，因为承载车辆包括三个自由度。

优选地，第一转动轴、第二转动轴和第四转动轴水平地延伸，而第五转动轴竖直地延伸。特别地，第二肢节被安装为，相对于第一肢节关于第一转动轴是可转动的；紧随第二肢节的是第三肢节，该第三肢节被安装为，相对于第二肢节关于第二转动轴是可转动的；第四肢节被安装为，相对于第三肢节关于垂直于第二转动轴延伸的第三转动轴是可转动的，并且包括用于固定工具的固定装置或工具；第六肢节被静止地固定在承载车辆上或者体现为承载车辆；第五肢节被安装为，相对于第六肢节关于第五转动轴是可转动的；并且第一肢节被安装为，相对于第五肢节关于第四转动轴是可转动的。优选地，第三TCP坐标轴沿第三转动轴的方向延伸并与平面围成一角度。