[发明专利]一种综合时间能量跃度的工业机器人轨迹生成方法及系统

权利要求书

1.一种综合时间能量跃度的工业机器人轨迹生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将工业机器人的动力学模型进行简化后，获取简化的动力学模型；

S2、结合简化后的动力学模型和预设的优化目标获取优化目标函数；

S3、将优化目标函数进行离散处理，并转化为标准二阶锥模型；

S4、通过优化工具对标准二阶锥模型进行优化，从而得到工业机器人轨迹；

所述工业机器人为6轴工业机器人，所述步骤S1，具体包括以下步骤：

根据牛顿欧拉法建立工业机器人的6轴动力学模型后，获取6轴动力学参数；

将工业机器人的后3轴作为工业机器人的第3轴的负载，并将6轴动力学模型简化为3轴动力学模型；

对3轴动力学模型进行参数辨识后，获取3轴动力学参数；

结合6轴动力学参数和3轴动力学参数获取预设形式的动力学模型的参数矩阵，从而得到简化后的动力学模型；

所述预设形式的动力学模型为6轴拉格朗日形式的动力学模型；

所述步骤S2中的优化目标为将路径运行的总时间、总消耗能量和总跃度综合最优化。

2.根据权利要求1所述的一种综合时间能量跃度的工业机器人轨迹生成方法，其特征在于，所述步骤S1还包括将动力学模型路径参数化的步骤，具体包括以下步骤：

将工业机器人末端运行轨迹进行归一化处理后，获得机器人路径参数；

结合路径参数和简化后的动力学模型获得路径参数形式的动力学模型。

3.根据权利要求2所述的一种综合时间能量跃度的工业机器人轨迹生成方法，其特征在于，所述步骤S2，具体包括以下步骤：

根据工业机器人的约束条件获取时间目标函数；

根据工业机器人关节的力矩平方根获取能量目标函数；

根据工业机器人关节力矩的变化率获取跃度目标函数；

结合时间目标函数、能量目标函数、跃度目标函数和简化后的动力学模型生成优化目标函数；

所述约束条件包括机器人关节力矩的上限约束和下限约束。

4.根据权利要求3所述的一种综合时间能量跃度的工业机器人轨迹生成方法，其特征在于，所述步骤S2中的约束条件还包括关节速度约束和关节加速度约束。

5.根据权利要求4所述的一种综合时间能量跃度的工业机器人轨迹生成方法，其特征在于，所述步骤S3，具体包括以下步骤：

将路径参数进行离散化后，获得多个离散点；

根据离散点将优化目标函数转化为离散的优化目标函数；

根据预设的变量将离散的优化目标函数转化为标准二阶锥模型。

6.根据权利要求5所述的一种综合时间能量跃度的工业机器人轨迹生成方法，其特征在于，所述步骤S4中的优化工具为Matlab的优化工具箱YALMIP。

7.根据权利要求6所述的一种综合时间能量跃度的工业机器人轨迹生成方法，其特征在于，所述步骤S4，具体为：

通过优化工具箱YALMIP对二阶锥模型进行优化后，得到时间节点和机器人关节的对应关系，从而得到工业机器人轨迹。

8.一种综合时间能量跃度的工业机器人轨迹生成系统，其特征在于，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如权利要求1-7任一项所述的一种综合时间能量跃度的工业机器人轨迹生成方法。