[发明专利]串联机器人轨迹规划方法

权利要求书

1.一种串联机器人轨迹规划方法，其特征在于，包括：

得到机器人运动任务空间中机器人的姿态控制节点T_i的序列，和与之对应的时间节点t_i的序列；

计算各个姿态控制节点的角序列在机器人运动任务空间中构造连续的曲线插值姿态控制节点角的序列，所述角序列与时间节点t_i的序列对应，j为节点序列号，j＝1,2,3,……n；

规划在相邻两个姿态控制节点之间机器人运动的轨迹；

根据机器人运动的轨迹计算在相邻两个姿态控制节点之间机器人运动的速度及加速度。

2.根据权利要求1所述的串联机器人轨迹规划方法，其特征在于，所述根据机器人运动的轨迹计算在相邻两个姿态控制节点之间机器人运动的速度及加速度包括：

机器人控制单元接收到机器人移动的命令，设定机器人的运行时间和运行速度，计算机器人运动的加速度，将加速度指令赋给机器人运动控制电机；

机器人运动控制电机按照机器人控制单元的指令进行加速度运行；

设定时间参数t₁，t₂，t₃，在0-t₁时间内机器人加速度上升，在t₁-t₂时间内机器人做匀加速运动，在t₂-t₃时间内加速度减少。

3.根据权利要求2所述的串联机器人轨迹规划方法，其特征在于，所述设定时间参数t₁，t₂，t₃，在0-t₁时间内机器人加速度上升，在t₁-t₂时间内机器人做匀加速运动，在t₂-t₃时间内加速度减少的速度、加速度计算模型包括梯形模型和正弦模型。

4.根据权利要求3所述的串联机器人轨迹规划方法，其特征在于，所述梯形模型的数学表达式包括：

机器人运动加速度的数学表达式：

对公式(1)进行时间积分得到机器人运动速度的函数，设置机器人运动的初始速度和结束速度为零，则机器人运动速度的数学表达式为：

对公式(2)进行时间积分得到机器人位移的函数，设置机器人的初始时位移为零，则机器人位移的数学表达式为：

令T₁＝t₁，T₂＝t₂-t₁，T₃＝t₃-t₂，则公式(3)中

5.根据权利要求3所述的串联机器人轨迹规划方法，其特征在于，所述正弦模型的数学表达式包括：

机器人运动加速度的数学表达式：

为保证最大加速度和最大速度的约束，以及加速度边界条件，式中

将式(4)进行时间积分得到机器人运动的速度函数，设置机器人运动的初始速度和末速度为零，则机器人运动的速度函数表达式为：

对公式(5)进行时间积分，得到机器人运动的位移函数表达式：

式中：S₀₂＝S₀₁+v_maxT₂，T₂＝t₂-t₁。

6.根据权利要求1所述的串联机器人轨迹规划方法，其特征在于，所述规划在相邻两个姿态控制节点之间机器人运动的轨迹包括：

对机器人运动的控制节点进行规划；

对相邻两个姿态控制节点之间机器人运动的直线运动轨迹规划；

对相邻两个姿态控制节点之间机器人运动的运动姿态规划。

7.根据权利要求6所述的串联机器人轨迹规划方法，其特征在于，所述对机器人运动的控制节点进行规划采用采用三次样条规划。