[发明专利]一种SCARA机器人轨迹规划方法、装置、设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种SCARA机器人轨迹规划方法、装置、设备及存储介质，该SCARA机器人轨迹规划方法应用于SCARA机器人各个关节的运动控制，包括：获取SCARA机器人末端件在起始点和终止点之间的平面位置；将该平面位置进行归一化处理，得到运动控制参数；对各个关节分别建立关于运动控制参数的运动轨迹方程，运动轨迹方程用于输出给SCARA机器人以控制其各个关节的轨迹。通过一个共同的运动控制参数，将各个旋转关节的角位移和移动关节的位移联系起来，实现了SCARA机器人各个旋转关节和移动关节的联动，可使末端件沿着期望的轨迹运动，确保末端件位置的精确性。

技术领域

本发明涉及机器人轨迹规划技术领域，更具体地说，涉及一种SCARA机器人轨迹规划方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

SCARA机器人包括三个旋转关节和一个移动关节，三个旋转关节的轴线相互平行，且该轴线平行于移动关节的运动方向，三个旋转关节用于实现末端件在平面内的定位和定向，移动关节则实现末端件在垂直于该平面方向的直线运动。

因此，SCARA机器人最适用于平面定位且垂直方向进行装配的作业，例如，将一个圆头针插入配对的圆孔，或者搬动和取放物件。此时，三个旋转关节在水平面内转动，使得末端件自起始点的水平位置运动到终止点的水平位置处，移动关节在垂直方向运动，实现末端件在高度方向的位置变化，最终将末端件送到指定位置点。

现有技术中，通常采用点到点的运动或轨迹跟踪运动来分别对各个旋转关节和移动关节的轨迹进行单独规划。也即，对于单个关节的运动而言，旋转关节对旋转方向上的转动角度按照一定规律进行插补，移动关节则对移动方向上的位移进行插补。

对于点到点的运动来说，在轨迹规划时，只关心起始点和目标点，对运动路径并没有限制，因此，只需要在关节空间对每个关节分别进行运动规划，以保证机器人的运动平稳性即可，此时，各个关节可以有不同的运动时间。

例如，通过设定起点、目标点以及末端件需要达到的高度，进行点到点规划，并且在必要的拐点进行轨迹平滑，使得末端件能够顺利过渡，末端件的运动轨迹如图7所示。

按照此方法进行规划时，主要是通过控制机器人各个关节的运动，使机器人的末端件到达目标位姿，因此机器人各个关节无需联动，各个关节也可具有不同的运动时间。比如，在SCARA机器人搬动取放作业过程中，对于AB段或EF段轨迹，只需要机器人的移动关节进行运动，机器人的旋转关节保持静止，进入平滑阶段BC段或DE段后，旋转关节才开始和移动关节同时运动。

对于轨迹跟踪运动来说，在轨迹规划时，根据规划出的各个路径点处的机器人位置与姿态，通过逆运动学求取机器人各个关节的目标位置，然后，通过分别单独规划各个关节的运动，使机器人的末端件到达路径上各点处的期望位姿；在此过程中，虽然各个关节是同时运动的，各个关节的运动却是相互独立，互不干涉的。

显然，上述两种运动方式均没有实现各个关节之间的联动，其本质均是点到点的运动，对于轨迹跟踪运动来说，也只是能够保证路径上各个位置点处各个关节的对应位置关系，但是由于各个路径点之间的路径无法保证，因此，存在一定的不确定性，末端件的位置精度低。

综上所述，如何使得SCARA机器人各个关节之间实现联动，以提高SCARA机器人末端件的位置精度，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SCARA机器人轨迹规划方法，以减小SCARA机器人末端件位姿的不确定性，提高末端件的位置精度。

本发明的另一目的是提供一种SCARA机器人轨迹规划装置、设备和存储介质，具有上述有益效果。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种SCARA机器人轨迹规划方法，应用于SCARA机器人各个关节的运动控制，包括：