[发明专利]一种机器人夹具与机械臂干涉检测方法

说明书

本发明提供一种机器人夹具与机械臂干涉检测方法，包括以下步骤：S1：建立机器人的工具坐标系，并将工具坐标系作为参考坐标系，分别将夹具的各部件拟合得到夹具模型；S2：建立机械臂的正运动学模型，实时获取机械臂各轴臂的坐标原点，并建立轴臂坐标系；S3：分别将各轴臂拟合得到轴臂模型；S4：分别将夹具模型投影到各个轴臂坐标系中进行表示；S5：分别在各个轴臂坐标系中对夹具模型与轴臂模型进行干涉检测，得到检测结果。本发明提供一种机器人夹具与机械臂干涉检测方法，通过对夹具模型和轴臂模型进行干涉检测，实现夹具与机械臂的干涉检测，解决了目前大部分的机器人抓取场景因未考虑夹具与机械臂的干涉情况而存在安全隐患的问题。

技术领域

本发明涉及机器人干涉检测技术领域，更具体的，涉及一种机器人夹具与机械臂干涉检测方法。

背景技术

在工业机器人工件抓取场景，由于需要抓取工件所以机械臂的末端都会设计相应的夹具；在抓放的过程中，工业机械臂自身轴臂之间的干涉检测在机器人的控制器中已经有预防机制，但是机械臂的夹具作为机械臂本体以外的配件，并未做任何的干涉预防机制；且机械臂末端的夹具一般包括夹持装置和气动或电动阀，结构较为复杂，给夹具与机械臂的干涉检测带来难度。

目前大部分的机器人抓取场景并未考虑夹具与机械臂的干涉问题，存在安全隐患；一旦夹具与机械臂的轴臂发生干涉，尤其在机械臂高速运动情况下，会损坏机械臂和夹具，导致安全事故。

现有技术中，如2015年5月20日公开的中国专利，航天器机械臂辅助装配安全工作空间建立及干涉预警方法，公开号为CN104626208A，通过在虚拟环境中导入机械臂、待装配产品及工作环境中其他相关物体的三维模型，实际测量机械臂与待装配产品的相对位置和相对姿态，并根据测量值对应设置虚拟环境中机械臂与待装配产品的相对位置和相对位姿，使其与实际测量结果一致；在虚拟环境中通过三维模型干涉检查判断机械臂及其附带物体是否达到安全工作空间边界，实现干涉检测；但没有对机械臂与其附带物体之间的干涉进行检测。

发明内容

本发明为克服目前大部分的机器人抓取场景因未考虑夹具与机械臂的干涉情况而存在安全隐患的技术缺陷，提供一种机器人夹具与机械臂干涉检测方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种机器人夹具与机械臂干涉检测方法，包括以下步骤：

S1：建立机器人的工具坐标系，并将工具坐标系作为参考坐标系，分别将夹具的各部件拟合得到夹具模型；

S2：建立机械臂的正运动学模型，实时获取机械臂各轴臂的坐标原点，并建立轴臂坐标系；

S3：根据各个轴臂坐标系分别将各轴臂拟合得到轴臂模型；

S4：分别将夹具模型投影到各个轴臂坐标系中进行表示；

S5：分别在各个轴臂坐标系中对夹具模型与轴臂模型进行干涉检测，得到检测结果。

优选的，在步骤S1中，夹具模型包括相机模型、夹爪模型和吸嘴模型；其中，相机模型通过将夹具的相机部件拟合成长方体得到；夹爪模型通过将夹具的夹爪部件拟合成长方体得到；吸嘴模型通过将夹具的吸嘴部件拟合成长方体得到。

优选的，在步骤S1中，还包括以下步骤：

以夹具模型的中心点为原点建立夹具坐标系；其中，夹具坐标系的x、y、z轴分别与夹具模型的长、宽、高三条棱边平行；

因此，夹具模型的各个顶点在夹具坐标系中的坐标为：

P₁=（L/2，W/2，H/2）；

P₂=（-L/2，W/2，H/2）；

P₃=（L/2，-W/2，H/2）；