[发明专利]一种断路器装配机器人及其实现工作轨迹优化的方法

权利要求书

1.一种断路器装配机器人实现工作轨迹优化的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤S1、确定断路器装配机器人的启动条件及启动后机械臂运动的工作轨迹，并将所确定的工作轨迹分解成多个分段工作轨迹；

步骤S2、构建所述断路器装配机器人的机械臂三维模型，并根据各分段工作轨迹的始末点位置，获取所述机械臂三维模型中机械臂对应各分段工作轨迹的始末点位置时各连杆上关节的位姿，且进一步根据所述机械臂三维模型中机械臂对应各分段工作轨迹的始末点位置时各连杆上关节的位姿，在所述机械臂三维模型中仿真出机械臂上各连杆及关节对应各分段工作轨迹的实时位姿变化状况；

步骤S3、构建一个基于机械臂的运动时间的目标函数，并根据所仿真出的机械臂上各连杆及关节对应各分段工作轨迹的实时位姿变化状况，在所构建出的目标函数的条件下将机械臂末端位姿变化状况转化为机械臂上各关节基于时间变化的角度位置变化函数；

步骤S4、基于粒子群算法，对所得到的机械臂上各关节关于时间的角度位置变化函数均进行优化，得到所述机械臂各关节的角度位置的最优解，并根据所得到的所述机械臂各关节的角度位置的最优解，制出所述断路器装配机器人的机械臂的运动曲线，且进一步将所述断路器装配机器人的机械臂的运动曲线保存为所述断路器装配机器人优化后的工作轨迹；

步骤S5、待所述断路器装配机器人的启动条件到达后，所述断路器装配机器人的机械臂根据其保存的优化后的工作轨迹运行。

2.如权利要求1所述的断路器装配机器人实现工作轨迹优化的方法，其特征在于，所述断路器装配机器人为四轴机器人，且所述断路器装配机器人的机械臂三维模型为根据D-H参数建立的模型。

3.如权利要求1所述的断路器装配机器人实现工作轨迹优化的方法，其特征在于，所述基于粒子群算法，对所得到的机械臂上各关节关于时间的角度位置变化函数均进行优化，得到所述机械臂各关节的角度位置的最优解的具体步骤包括：

S41、确定粒子群的参数；其中，所述参数包括初始粒子群数量，以及还包括粒子群收敛半径、粒子群排斥半径、个体学习因子、种群学习因子和惯性权重；

S42、初始化粒子群，其包括设置最大迭代次数和初始迭代次数为0，以及随机设定每一粒子的速度及其对应的速度方向，随机设定粒子群中每一粒子的空间位置；

S43、获取当前迭代次数，并判断所述获取到的当前迭代次数是否小于所述最大迭代次数；

S44、如果是，则所述获取到的当前迭代次数加一，且对粒子群内的每一粒子进行遍历更新，并根据预设的个体学习因子、种群学习因子和惯性权重，以及根据粒子群内单个粒子在当前遍历进化轨迹中的最优值以及粒子群内所有粒子在当前遍历进化轨迹中的最优值，得到遍历更新后的各粒子速度；以及根据所述得到的遍历更新后的各粒子速度，对各粒子的位置进行更新，并依序对所述更新位置后的粒子群进行排斥判定处理和收敛判定处理后，返回步骤S43；

S45、如果否，则终止对粒子群内的每一粒子进行遍历更新，并筛选出粒子群内各粒子在终止遍历的前一进化轨迹中的最优值，且进一步将所述筛选的粒子群群体最优值转化为机械臂各关节的角度位置的最优解输出。