[发明专利]位移装置、机器人及机器人奇异点处理方法

权利要求书

1.一种位移装置，其特征在于，包括：用于连接机器人的末端法兰(9)且使所述末端法兰(9)沿其线性运动的第一位移杆(8)；沿所述第一位移杆(8)作线性运动的第二位移杆(7)；沿所述第二位移杆(7)作线性运动，用于连接机器人主体的驱动末端的第三位移杆(6)；所述末端法兰(9)相对于所述第一位移杆(8)的线性运动方向、所述第一位移杆(8)相对于所述第二位移杆(7)的线性运动方向及所述第二位移杆(7)相对于所述第三位移杆(6)的线性运动方向相互垂直。

2.如权利要求1所述的位移装置，其特征在于，所述第三位移杆(6)、所述第二位移杆(7)及所述第一位移杆(8)中的两个为滑轨，剩余一个为直线伸缩装置。

3.如权利要求2所述的位移装置，其特征在于，所述第三位移杆(6)及所述第二位移杆(7)为滑轨；所述第二位移杆(7)滑动设置于所述第三位移杆(6)上；

所述第一位移杆(8)为直线伸缩装置，其滑动设置于所述第二位移杆(7)上，其驱动端与所述末端法兰(9)连接。

4.如权利要求2或3所述的位移装置，其特征在于，所述直线伸缩装置为直线电机或气缸。

5.一种机器人，包括机器人主体及末端法兰(9)，其特征在于，还包括如权利要求1-4任一项所述的位移装置；

所述末端法兰(9)与所述第一位移杆(8)连接，所述机器人主体的驱动末端与所述第三位移杆(6)连接。

6.如权利要求5所述的机器人，其特征在于，所述机器人主体包括依次通过关节连接的基座(10)、第一连杆(1)、第二连杆(2)、第三连杆(3)、第四连杆(4)及第五连杆(5)；

所述第五连杆(5)远离所述第四连杆(4)的一端为所述机器人主体的驱动末端。

7.如权利要求5或6所述的机器人，其特征在于，所述末端法兰(9)上设置有用于安装工具的多个安装孔。

8.一种机器人奇异点处理方法，应用如权利要求1-4任一项所述的位移装置，其特征在于，包括步骤：

1)将机器人的关节转动至初始角度位置，开始运行机器人正常运动程序指令；

2)判断所述机器人是否进入奇异点区域，如果是，进入下一步；如果否，所述机器人继续正常运动；

3)在不考虑所述位移装置的前提下，使用奇异点过渡算法计算所述机器人转动关节下一插补周期需要运动的角度：

求解得出所述机器人的末端由当前运动位置p₁到预定位置p₂之间的运动向量

4)计算机器人的末端从初始位置p₁到运动目标位置p₃需要进行直线运动的运动向量补偿运动的运动向量为

将分解为三个相互垂直的方向的运动距离

控制所述位移装置的第一位移杆(8)、第二位移杆(7)及第三位移杆(6)分别作线性运动，运动距离分别为d₇、d₈和d₉；

根据插补周期及插补算法进行轨迹规划，并发送插补信号至执行器进行运动；

5)判断机器人是否离开奇异点区域：如果没有离开奇异点区域，则进入步骤3)；如果离开奇异点区域，则进入下一步；

6)结束奇异点处理。

9.如权利要求8所述的机器人奇异点处理方法，其特征在于，所述步骤5)与所述步骤6)之间还包括步骤56)：

在机器人离开奇异点区域进行正常运动后，设置所述位移装置上的移动距离归零。

10.如权利要求9所述的机器人奇异点处理方法，其特征在于，所述位移装置上的移动距离归零方法为：

561)根据第一位移杆(8)、第二位移杆(7)及第三位移杆(6)上直线导轨的运动距离和计算

562)从当前运动位置p₅到运动目标位置p₆的运动向量在不考虑位移装置的前提下机器人的末端运动位置p₄到位置p₆的运动向量为lz→=l3→+l4→;]]>

563)根据插补周期及插补算法进行轨迹规划，并发送插补信号至执行器进行运动。