[发明专利]平面内摆动伸缩型机器人运动控制方法

说明书

本发明涉及平面内摆动伸缩型机器人运动控制方法，包括以下步骤：采用坐标转换的方法得到机器人坐标系坐标与各关节位置的关系；根据各关节的位置控制各关节的驱动器，实现机器人的运动控制。本发明没有多个逆解问题。平面内摆动伸缩型机器人逆向转换时只需要使用当前直角坐标系坐标值进行判断来选取极角，再给出逆解即可，不存在多个逆解问题。

技术领域

本发明涉及一种平面内摆动伸缩型机器人运动控制方法，属于关节机器人技术领域。

背景技术

关节机器人使用关节控制实现不同形式的运动。关节机器人的运动有关节坐标系的关节移动与直角坐标系等其它坐标系中的直线和圆弧移动。对于关节坐标系的关节移动，控制器只控制单个关节转动，无需转换关系。对于直角坐标系等其它坐标系中的直线和圆弧移动，运动轨迹需要多个关节按照一定的关系共同移动配合实现，需要转换关系。

以直角坐标系为例，用户编程在直角坐标系下进行，根据3维直角坐标系中的运动轨迹对应的坐标点进行编程，而编程时采用示教编程选取的示教点却是关节坐标系下的，将关节坐标系坐标值转换为直角坐标系坐标值称为正向运动学转换。直角坐标系下的编程轨迹的运动最终需要各关节运动来完成，将直角坐标系下坐标值转换为关节坐标系坐标值称为逆向运动学转换。

不同形式的机器人具有不同的转换关系，需要根据机器人形式以及机械结构参数具体分析，建立适用于不同机器人结构的转换关系。

机器人运动学传统的描述方法是基于D-H方法，在D-H方法中先建立各关节之间的齐次转换矩阵，正向运动学转换与逆向运动学转换使用矩阵相乘方式计算，计算量较大，而且逆向运动学转换时有多个逆解存在，需要使用相应的准则进行选取。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种平面内摆动伸缩型机器人运动控制方法，以给出一种平面内摆动伸缩型机器人关节坐标值与机器人坐标值相互转换的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

平面内摆动伸缩型机器人运动控制方法，包括以下步骤：

采用坐标转换的方法得到机器人坐标系坐标与各关节位置的关系；

根据各关节的位置控制各关节的驱动器，实现机器人的运动控制。

所述采用坐标转换的方法得到机器人坐标系坐标与各关节位置的关系包括以下步骤：

建立机器人坐标系；

确定动作类型标志；

根据动作类型标志建立正向与逆向转换关系。

所述建立机器人坐标系具体为：

机器人坐标系中有5个坐标轴X、Y、Z、A、B：

X轴为水平轴，以左侧回零位置为零点，向右为正方向；

Z轴为竖直轴，向上为正方向，且与X轴、Y轴相交，与Y轴的交点为Z轴的零点；

Y轴为水平轴，位于X轴下方，向左为正方向，与Z轴交点为零点；

A轴为旋转轴，与YZ平面垂直，轴心通过Y轴的零点；

B轴为旋转轴且与A轴平行，位于Y轴正方向和Z轴负方向。

两个旋转轴水平时为0度，逆时针旋转为正。

所述确定动作类型标志具体为：

沿Y轴、Z轴、X轴中至少一个轴移动，动作类型标志为0；

旋转轴A转动，动作类型标志为1；

旋转轴B转动，动作类型标志为2。