[发明专利]一种双臂饮品机器人及其多点位辐射式动作规划方法

说明书

本发明公开了一种双臂饮品机器人及其多点位辐射式动作规划方法，该机器人躯干的左右两侧分别安装一条4自由度以上的串联机械臂，机器人的腰关节能够定位旋转。该机器人通过多点位辐射式动作规划方法避免了机械臂与料柜等外围设备的碰撞，以及双臂在运动过程中的碰撞问题，同时优化了各个点位之间的运动路径，可通过该方法快速计算出两点之间的运动路径。

技术领域

本发明涉及一种双臂饮品机器人及其多点位辐射式动作规划方法，属于装备自动化、智能机器人领域。

背景技术

现有的双臂饮品制作机器人的路径规划大多以预先试教好的轨迹作为运行路径，在点位较多的情况下，该方法很难保障饮品制作过程的路径最优，而且在双臂同时运行过程中，也存在发生双臂干涉及互相碰撞的可能，给双臂饮品机器人的工作过程带来不安全隐患。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种双臂饮品机器人及其多点位辐射式动作规划方法，优化了饮品制作过程的路径，同时避免了双臂同时运行过程中的干涉及互相碰撞问题。

本发明的技术方案是：

一种双臂饮品机器人，所述机器人躯干的左右两侧分别安装一条机械臂，所述机械臂为4自由度以上的串联机械臂，机器人的腰关节能够定位旋转。

所述机器人的多点位辐射式动作规划方法为：料柜环绕双臂饮品机器人放置，双臂饮品机器人携杯子通过腰关节旋转及双臂运动，实现杯子接住料柜出料。

包括如下步骤：

(1)在双臂饮品机器人的周围空间定义三个动作层，从躯干向外，依次为根部层G、中间层Z和末端层M，每一层均包括若干点位，同一层的各个点位位于同一个圆周上；

(2)双臂饮品机器人上电回零后，先取杯，机械臂末端点位运动到根部层，机器人腰关节旋转，使机械臂末端的工作空间到达指定的料柜区域；

(3)机械臂根据双臂运动规则协同双臂运动次序，使机械臂末端点位运动到末端层，完成接料，实现饮品配置。

所述步骤(1)中，末端层M的各个点位为环绕双臂饮品机器人的各个料柜的接料点；根部层G的各个点位位于以双臂饮品机器人的旋转中心为圆点，R1为半径的圆周上，R1＝躯干的外包络圆半径+机械臂末端的外包络圆半径；中间层Z的各个点位位于以双臂饮品机器人的旋转中心为圆点，R2为半径的圆周上，R2＝料柜靠近机器人侧的包络圆半径-机械臂末端的外包络圆半径-Δδ,Δδ为安全公差。

双臂饮品机器人旋转中心与每个接料点的连线依次与根部层G、中间层Z和末端层M的交点记为一组点位，则从躯干向外，第i组点位的编号依次记为3i、3i+1、3i+2，沿顺时针方向，第i+1组点位的编号依次记为3(i+1)、3(i+1)+1、3(i+1)+2，以此类推，i为大于0的自然数；

设机械臂末端当前点位为A，目标点位为B，A除以3的商数为A_S，余数为A_Y，B除以3的商数为B_S，余数为B_Y；

在双臂运动过程中，如果左侧机械臂的目标点位的编号大于等于右侧机械臂即将运动的目标点位编号，则双臂运动规则如下：

(s1)先将其中一个机械臂运动到根部层点位，运动轨迹为:

当A_Y＝0时，保持当前机械臂不动；

当A_Y＝1时，运动点位为A,A-1；

当A_Y＝2时，运动点位为A,A-1,A-2；

(s2)另一只机械臂按照点位辐射算法，运动到目标点位，完成该只机械臂的接料动作；