[发明专利]一种机械臂运动路径的确定方法及确定系统

权利要求书

1.一种机械臂运动路径的确定方法，其特征在于，所述确定方法包括：

获取机械臂的末端理论坐标、机械臂的支臂长及机械臂的底座关节转角；

根据所述底座关节转角、竖直关节轴A的转角和竖直关节轴B的转角建立所述机械臂的运动学模型；

根据所述运动学模型、所述末端理论坐标和所述支臂长构造优化函数，所述优化函数包括以所述机械臂的横向投影长度误差最小为优化目标的横向误差优化函数和以所述机械臂的竖向投影长度误差最小为优化目标的纵向误差优化函数；

获取第t代进化种群P_t，所述种群中包括多个个体，每个个体为所述机械臂的一组支臂关节转角，0＜t≤T，T表示进化代数阈值；

判断所述种群中使所述优化函数的单调性为递增或递减的个体数量是否大于或者等于预设的单调性阈值，获得第一判断结果；

当所述第一判断结果表示所述种群中使所述优化函数的单调性为递增或递减的个体数量大于或者等于单调性阈值时，采用单目标进化算法确定所述优化函数的最优解；

当所述第一判断结果表示所述种群中使所述优化函数的单调性为递增或递减的个体数量小于单调性阈值时，采用多目标进化算法确定所述优化函数的最优解；

根据所述最优解确定所述机械臂的运动路径。

2.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述优化函数为：其中，坐标点(x₀,y₀,z₀)表示机械臂的末端理论坐标，l₁为水平底座关节O与竖直关节A之间的支臂长度，l₂为竖直关节A与竖直关节B之间的支臂长度，l₃为竖直关节B与末端执行器之间的支臂长度，θ₂为竖直关节轴A的转角值，θ₃为竖直关节轴B的转角值。

3.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述判断所述种群中使所述优化函数的单调性为递增或递减的个体数量是否大于或者等于预设的单调性阈值，具体包括：

根据方向导数计算公式确定所述优化函数的单调性表达式；

根据所述单调性表达式及所述进化种群中的各个个体确定使所述优化函数的单调性为递增或递减的个体数量；

判断所述个体数量是否大于或者等于所述单调性阈值。

4.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述采用单目标进化算法确定所述优化函数的最优解，具体包括：

获取交叉概率阈值和变异概率阈值；

计算所述进化种群中每个个体的适应度；

根据各个所述个体的适应度，采用二元锦标赛方法更新所述进化种群；

对更新后的所述种群中的每个个体随机生成对应的交叉概率和变异概率；

对交叉概率大于所述交叉概率阈值的个体进行交叉操作，并对变异概率大于所述变异概率阈值的个体进行变异操作，生成交叉变异种群；

将所述交叉变异种群中使所述横向误差优化函数和所述纵向误差优化函数的线性和最小的个体作为最优解。