[发明专利]一种机器人轴空间平滑轨迹规划方法及规划装置

说明书

本发明公开了一种机器人轴空间平滑轨迹规划方法及规划装置，机器人轴空间平滑轨迹规划方法包括获取原前段路径和原后段路径，并根据原前段路径获取原前段路径函数J₁(s)；根据原后段路径获取原后段路径函数J₂(s)；根据原前段路径函数J₁(s)获取前段路径；根据原后段路径函数J₂(s)获取后段路径；根据前段函数和后段函数获取过渡路径函数J(s)。根据过渡路径函数J(s)获取机器人的过渡路径。本发明提供的机器人轴空间平滑轨迹规划方法中通过设置前段函数和后段函数的方式，获取过渡路径函数J(s)，由于前段函数和后段函数是唯一确定的，因此机器人在过渡路径中各轴之间的关系一一对应，避免出现在不同速度下走出不同路径的情况。

技术领域

本发明涉及机器人轴空间轨迹规划技术领域，更具体地说，涉及一种机器人轴空间平滑轨迹规划方法。此外，本发明还涉及一种用于实施上述机器人轴空间平滑轨迹规划方法的规划装置。

背景技术

机器人运动控制的过程中，其轨迹的规划方式包括笛卡尔坐标系和轴坐标系，在运动过程中，初速度和末速度均为零，但是在多段连续运动的过程中如果每段速度都降为零，会影响工作效率，频繁的加减速对电机和减速器的寿命也会造成影响。

现有技术中一般会通过矢量叠加法或者是三次Bezier曲线转接的方式使连续的两段运动平滑转接，速度不用降为零。由于连续的轨迹不相切时会存在尖角，速度不为零时通过尖角会产生振动。所以在前段轨迹的末端和后段轨迹的初段脱离原规划轨迹，在前段轨迹的末端有拐出点，后段轨迹的初段有拐入点，分别是平滑轨迹的始末点。

矢量叠加法通过速度矢量叠加的方式形成平滑轨迹，与速度相关，在机器人应用中，会以不同的速度走同一套示教点，矢量叠加法会出现在不同速度时走出不同轨迹的情况，有撞击的风险。

Beizer曲线的在各轴间的同步规划通过时间同步，虽然单个轴的路径不会发生变化，但各个轴之间的同步性依然存在变化的可能性，这样在外观上，机器人依然有可能在不同速度下走出不同轨迹。

综上所述，如何避免在过渡轨迹中各轴之间关系不一一对应的问题，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种机器人轴空间平滑轨迹规划方法，通过设置中间路径函数：前段函数和后段函数由于前段函数和后段函数均为唯一确定的函数，因此根据前段函数和后段函数可以求得唯一确定的过渡路径函数J(s)，并根据过渡路径函数J(s)获取机器人由原前段路径移动至原后段路径的唯一确定的过渡路径，使机器人由原前段路径移动至原后段路径的过程中各轴之间的关系也一一对应。

本发明的另一目的是提供一种用于实施上述机器人轴空间平滑轨迹规划方法的规划装置。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种机器人轴空间平滑轨迹规划方法，应用于机器人的移动控制，所述机器人为多轴机器人，包括：

步骤S1，获取原前段路径和原后段路径，并根据所述原前段路径获取原前段路径函数J₁(s)，所述原前段路径为所述机器人当前的移动路径，所述原前段路径函数J₁(s)为原前段路径的表达函数；

根据所述原后段路径获取原后段路径函数J₂(s)，所述原后段路径为所述机器人将要进入的移动路径，所述原后段路径函数J₂(s)为原后段路径的表达函数；

步骤S2，根据所述原前段路径函数J₁(s)获取与所述原前段路径函数J₁(s)相交且符合平滑度要求的前段路径，定义所述前段路径的表达函数为前段函数