[发明专利]一种机械臂的轨迹规划方法有效

专利信息
申请号: 201710409081.4 申请日: 2017-06-02
公开(公告)号: CN107030702B 公开(公告)日: 2019-04-23
发明(设计)人: 尹周平;韩世博;王铁成;黎波;张阳;郑礼洋;何健;黄冠群 申请(专利权)人: 华中科技大学
主分类号: B25J9/16 分类号: B25J9/16
代理公司: 华中科技大学专利中心 42201 代理人: 梁鹏;曹葆青
地址: 430074 湖北*** 国省代码: 湖北;42
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摘要: 发明属于机器人控制相关技术领域,并公开了一种机械臂的轨迹规划方法,包括:对机械臂获取包括其末端初始和终点位姿、预定轨迹、初始关节向量和终点关节向量等参数;在预定轨迹上选择一系列的特征点,并标记当前特征点位姿、当前关节向量、下一个特征点位姿和下一特征点关节向量;将下一个特征点关节向量与当前特征点关节向量执行计算,并依照计算结果来执行关节空间轨迹规划处理和规划子算法处理,由此获得更为优化的轨迹规划;对其余特征点依照上述流程予以循环处理,直至机械臂的末端到达终点位姿为止。通过本发明,能够大大减少总体计算量、减少计算误差,同时显著提高轨迹规划的效率。
搜索关键词: 一种 机械 轨迹 规划 方法
【主权项】:
1.一种机械臂的轨迹规划方法,其特征在于,该方法包括下列步骤:(1)针对作为规划对象的机械臂,获取包括与它的末端相关的多个参数,包括初始位姿,终点位姿和预定轨迹;然后计算获得对应的初始关节向量和终点关节向量;(2)在所述预定轨迹上选择一系列的特征点,并将机械臂末端的当前特征点位姿记为Yi,对应的关节向量记计为Oi,下一个特征点位姿记为Yi+1,对应的下一特征点关节向量计为Oi+1,其中i=1,2,3,…且表示各特征点的次序编号;(3)计算ΔO=Oi+1‑Oi;(4)依照步骤(3)的计算结果,执行以下子步骤:(41)当ΔO中绝对值最大的元素小于或等于预设的第一阈值b0时,首先对Oi和Oi+1两者之间的运行段执行第一插值操作,由此获得多个中间关节向量Oi1,Oi2,…,Oiy,其中y表示第一插值操作过程中插值点的总数量;接着,依照所获得的多个中间关节向量Oi1,Oi2,…,Oiy,使机械臂运行至下一特征点,然后转入步骤(5);当ΔO中绝对值最大的元素大于预设的第一阈值b0时,直接转入步骤(42);(42)当ΔO中前k个元素的绝对值均小于或等于预设的第二阈值b1时,首先对Oi和Oi+1的前k个元素进行第二插值操作,由此获得前k个关节的关节向量Ok1,Ok2,…,Oky,同时确定第k+1个关节所对应的位姿Yk1,Yk2,…,Yky,其中y表示第二插值操作过程中插值点的总数量;接着,对Yi和Yi+1两者之间执行插值点总数量同样为y的第三插值操作,并获得多个插值点Yi1,Yi2,…,Yiy;最后,分别针对Yk1,Yk2,…,Yky和Yi1,Yi2,…,Yiy,计算获得第k+1个关节到最后一个关节的关节向量,并将其与对应的Ok1,Ok2,…,Oky结合以获得一系列完整的关节向量,并依照该一系列关节向量完整的使机械臂运行至下一特征点,然后转入步骤(5);(5)使i=i+1,并判断机械臂的末端是否到达终点位姿,若否,则返回至步骤(3)予以循环,直至机械臂的末端到达终点位姿为止,由此完成整体的轨迹规划过程。
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