[发明专利]一种蛇形机械臂的姿态获取系统及其使用方法

说明书

本发明公开了一种蛇形机械臂的姿态获取系统，包括蛇形机械臂以及反射镜，反射镜设置在蛇形机械臂的一侧，蛇形机械臂设置有摄像组件，且摄像组件朝向反射镜设置，用以获取蛇形机械臂于反射镜上的影像。本发明还公开了一种蛇形机械臂的姿态获取系统的使用方法。该系统使用时，通过摄像组件获取蛇形机械臂于反射镜上的当前姿态影像；当蛇形机械臂从当前姿态变化至后续姿态时，通过摄像组件获取蛇形机械臂于反射镜上的后续姿态影像；将蛇形机械臂的当前姿态影像与蛇形机械臂的后续姿态影像比对，以得到蛇形机械臂的姿态变化状况，使用方便；并且，通过二维影像比对的方式实现对蛇形机械臂的姿态变化的实时获取，更为直观准确，简化了运算量。

技术领域

本发明涉及蛇形机械臂领域，尤其涉及一种蛇形机械臂的姿态获取系统及其使用方法。

背景技术

随着技术的发展，蛇形机械臂的应用也越来越广泛。现有技术中，对于多关节、多自由度的蛇形机械臂的姿态解算，往往是通过建立数学模型进行求解的方式实现的。而数学模型的方式具有以下几点不足：一是，到目前为止，由于蛇形机械臂结构、关节数量等不同，研究人员所使用的数学模型也各不相同，没有较为统一的数学模型。因此，数学建模的方式十分复杂。二是，随着机械臂关节数量增多，数学模型较多的是采用矩阵连乘的方式，这就导致运算量成倍增加。三是，对于蛇形机械臂而言，运动学的逆运算一直是研究难点，其求解是十分复杂、困难的，这对于实际控制来说是一大挑战。因此，有必要提供一种简单且准确的蛇形机械臂的姿态获取系统，以有效地获取蛇形机械臂的姿态变化状况。

发明内容

本发明的目的是提供一种蛇形机械臂的姿态获取系统及其使用方法，以解决现有技术中运算量大、精度低的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种蛇形机械臂的姿态获取系统，包括蛇形机械臂以及反射镜，所述反射镜设置在所述蛇形机械臂的一侧，所述蛇形机械臂设置有摄像组件，且所述摄像组件朝向所述反射镜设置，用以获取所述蛇形机械臂于所述反射镜上的影像。

所述蛇形机械臂包括若干关节单元，各所述关节单元设置有标识板，所述摄像组件还用以获取相邻两关节单元的标识板于所述反射镜上的夹角影像。

各所述标识板与对应的关节单元的中心轴垂直。

所述关节单元的两端部均设置有所述标识板。

所述反射镜为平面反射镜。

所述摄像组件为感应摄像头。

本发明还提供一种蛇形机械臂的姿态获取系统的使用方法，包括：

提供如上所述的蛇形机械臂的姿态获取系统；

通过所述摄像组件获取所述蛇形机械臂于所述反射镜上的当前姿态影像；

当所述蛇形机械臂从当前姿态变化至后续姿态时，通过所述摄像组件获取所述蛇形机械臂于所述反射镜上的后续姿态影像；

将所述蛇形机械臂的当前姿态影像与所述蛇形机械臂的后续姿态影像比对，以得到所述蛇形机械臂的姿态变化状况。

进一步地，所述蛇形机械臂包括若干关节单元，各所述关节单元设置有标识板，所述摄像组件还用以获取相邻两关节单元的标识板于所述反射镜上的夹角影像；

所述通过所述摄像组件获取所述蛇形机械臂于所述反射镜上的当前姿态影像的步骤，具体为：

通过所述摄像组件获取相邻两关节单元的标识板于所述反射镜上的夹角影像，以得到当前姿态角；

所述当所述蛇形机械臂从当前姿态变化至后续姿态时，通过所述摄像组件获取所述蛇形机械臂于所述反射镜上的后续姿态影像的步骤，具体为：