[发明专利]通过使用S型曲线生成运动轮廓的方法及计算装置

说明书

提供一种基于S型曲线生成运动轮廓的方法及其计算装置。基于S型曲线生成运动轮廓的方法包括：在一个或多个约束条件下，计算加速区间、最大加速区间、最大速度区间、减速区间和最大减速区间中的每个区间的时间段；通过将计算的时间段和加加速度应用到针对每个区间定义的多项式表达式来生成运动轮廓；以及生成两个或更多个运动轮廓彼此重叠的重叠运动轮廓，其中，前一运动的最终速度是下一运动的初始速度。

技术领域

本公开涉及一种通过使用S型曲线生成运动轮廓(motion profile)的方法及其计算装置。

背景技术

近来，制造机器人已被积极应用于车辆和半导体工业中的小尺寸、精确组装和制造工艺的领域。为了控制安装在机器人的关节上的电机，用于约束加加速度(jerk)值的梯形或S型曲线速度轮廓被用作参考信号以生成点对点运动。由于机器人的运动时间和运动模式根据生成的轮廓来确定，因此生成用于快速无振动运动的轮廓是重要的。

发明内容

技术问题

提供一种生成运动轮廓的方法，该方法能够生成具有任意限制的加加速度值并具有任意常数的初始速度和最终速度的不对称的速度轮廓并能够重叠两个或更多个运动。

技术方案

根据本公开的一方面，一种通过使用S型曲线生成运动轮廓的方法，所述方法包括：在一个或多个约束条件下，计算加速区间、最大加速区间、最大速度区间、减速区间和最大减速区间中的每个区间的时间段；通过将计算的时间段和加加速度应用到针对每个区间定义的多项式表达式来生成运动轮廓；以及生成两个或更多个运动轮廓彼此重叠的重叠运动轮廓，其中，前一运动的最终速度是下一运动的初始速度。

初始速度和最终速度可包括任意常数。

计算时间段的步骤可包括：通过根据将至目的地位置的运动距离与第一临界距离和第二临界距离进行比较的结果使用相应的多项式表达式，来计算每个区间的时间段，其中，第二临界距离比第一临界距离长。

当运动距离等于或小于第一临界距离时，可通过使用以下多项式表达式来计算每个区间的时间段：

T_a＝T_v＝T_d＝0

其中，T_a可表示最大加速区间的时间段，T_v可表示最大速度区间的时间段，T_d可表示最大减速区间的时间段，T_ja可表示加速区间的时间段，T_jd可表示减速区间的时间段。

当运动距离在第一临界距离与第二临界距离之间时，可通过使用以下多项式表达式来计算每个区间的时间段：

T_v＝0

其中，T_a可表示最大加速区间的时间段，T_d可表示最大减速区间的时间段，T_ja可表示加速区间的时间段，T_jd可表示减速区间的时间段。

当运动距离大于第二临界距离时，可通过使用以下多项式表达式来计算每个区间的时间段：