[发明专利]多关节布料臂架末端轨迹控制方法、系统及存储介质

说明书

本发明涉及一种多关节布料臂架末端轨迹控制方法，包括：S1.由各个安装在所述布料臂架上的倾角传感器采集各个关节的角度值；S2.基于运动学模型，利用所述采集的各个关节的角度值计算所述布料臂架末端的实际位置；S3.计算所述布料臂架末端的实际位置与期望轨迹位置的偏差；S4.将所述计算的偏差转换成期望末端速度；S5.遍历所述布料臂架中两个关节的组合进行逆运动学求解，并对所有组合的解进行择优后，得到通过所述两个关节达到所述期望末端速度的速度方案；S6.利用所述得到的速度方案驱动所述两个关节；S7.执行S1。

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，更具体地，涉及一种多关节布料臂架末端轨迹控制方法、系统及存储介质。

背景技术

目前用于混凝土施工中的多关节布料臂架基本采用逐关节控制方式，操作员通过控制相应关节来使臂架末端出料口移动到指定位置。然而臂架关节的角度变化与臂架末端位置的变化并不是线性相关的，某一关节角度的变化会引起臂架末端出料口做圆周运动。当要控制臂架末端出料口进行水平移动或者是垂直移动进行混凝土布料时，操作员只能凭借经验同时操作两个以上的关节来慢慢调整，对操作员的经验要求较高。混凝土施工中臂架末端作水平运动以及垂直运动的工况占据最大，依靠人工对臂架进行逐关节操作进而使臂架末端移动的方法对人员素质要求较高，且施工精度和施工效率很难提高，因此针对多关节布料臂架末端轨迹进行直接控制的方法显得极为必要。

发明内容

本发明的第一发明目的在于提供一种多关节布料臂架末端轨迹控制方法，该方法能够自动调节布料臂架各关节的角度，使布料臂架末端能够根据用户的操作指令作水平运动或者垂直运动，而无需人工对各关节进行控制。

本发明的第二发明目的在于提供一种应用上述多关节布料臂架末端轨迹控制方法的多关节布料臂架末端轨迹控制系统。

本发明的第三发明目的在于提供一种应用上述多关节布料臂架末端轨迹控制方法的存储介质。

为实现第一发明目的，采用的技术方案是：

一种多关节布料臂架末端轨迹控制方法，包括：

S1.由各个安装在所述布料臂架上的倾角传感器采集各个关节的角度值；

S2.基于运动学模型，利用所述采集的各个关节的角度值计算所述布料臂架末端的实际位置；

S3.计算所述布料臂架末端的实际位置与期望轨迹位置的偏差；

S4.将所述计算的偏差转换成期望末端速度；

S5.任意选择所述布料臂架中的两个关节进行逆运动学求解，得到通过所述两个关节达到所述期望末端速度的速度方案；

S6.利用所述得到的速度方案驱动所述两个关节；

S7.执行S1。

优选地，所述布料臂架包括有6节臂及6个关节；6节臂包括第一节臂、第二节臂、第三节臂、第四节臂、第五节臂和第六节臂；6个关节包括第一关节、第二关节、第三关节、第四关节、第五关节和第六关节；

第一关节、第一节臂、第二关节、第二节臂、第三关节、第三节臂、第四关节、第四节臂、第五关节、第五节臂、第六关节、第六节臂依次连接。

优选地，所述各个安装在所述布料臂架上的倾角传感器采集各个关节的角度值包括采集的第一关节的角度值θ₁、第二关节的角度值θ₂、第三关节的角度值θ₃、第四关节的角度值θ₄、第五关节的角度值θ₅、第六关节的角度值θ₆。

优选地，所述S2基于运动学模型，利用所述采集的各个关节的角度值计算所述布料臂架末端的实际位置(x_e，y_e)包括：