[发明专利]一种二自由度机械手臂控制方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及机械臂控制技术领域，特别是涉及一种二自由度机械手臂控制方法及其装置。

背景技术

随着科学技术的发展，智能化技术越来越普及人们的生活，各类机器人的研究也一直非常火热的课题，采用机器人进行作业，不但可以提高效率和准确率，也为企业减少了一些人力的上的开支。

针对机器人手臂的运动轨迹问题，控制系统则是其关键所在，而要控制机械臂的运动轨迹，则取决于如何选取机械手臂运动算法。目前的机械手臂运动算法内容复杂，运算量大。

因此，如何提供一种算法简单的二自由度机械手臂控制方法及其装置是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种二自由度机械手臂控制方法及其装置，通过将空间坐标系内的坐标转换为平面坐标系内的坐标进行计算，简化机械手臂的运动控制算法，减少计算量。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种二自由度机械手臂控制方法，包括：

接收用户输入的、机械手臂本次移动的目标点的空间直角坐标p_n＝(x_n,y_n,z_n)；

将空间直角坐标系拆分为水平坐标系和竖直坐标系，依据所述空间直角坐标计算所述目标点在所述水平坐标系内相对于原点的移动角度θ_n，和所述竖直坐标系内相对于原点的移动角度α_n，并进行存储；

依据所述目标点相对于原点的移动角度，确定所述目标点相对于当前位置的移动角度作为所述机械手臂本次移动的电机转动角度；

依据所述电机转动角度驱动所述机械手臂的电机转动至所述目标点。

优选地，所述依据所述目标点相对于原点的移动角度，确定所述目标点相对于当前位置的移动角度的过程具体为：

计算所述目标点相对于原点的移动角度与上次移动的目标点相对于原点的移动角度的差值，得到所述机械手臂本次移动的电机转动角度(θ,α)＝(θ_n-θ_n-1,α_n-α_n-1)；

其中，上次移动的目标点相对于原点的移动角度为(θ_n-1,α_n-1)；n为正整数；n＝1时，对应的上次移动的目标点为原点。

优选地，所述依据所述空间直角坐标计算所述目标点在所述水平坐标系内相对于原点的移动角度θ_n，和所述竖直坐标系内相对于原点的移动角度α_n的过程具体为：

依据空间变换关系式计算所述移动角度，所述空间变换关系式具体为：

优选地，所述目标点的空间直角坐标中的x_n,y_n,z_n的绝对值均大于0。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种二自由度机械手臂控制装置，包括：

接收模块，用于接收用户输入的、机械手臂本次移动的目标点的空间直角坐标p_n＝(x_n,y_n,z_n)；

第一角度计算模块，用于将空间直角坐标系拆分为水平坐标系和竖直坐标系，依据所述空间直角坐标计算所述目标点在所述水平坐标系内相对于原点的移动角度θ_n，和所述竖直坐标系内相对于原点的移动角度α_n；

历史数据库，用于存储所述目标点的移动角度；

第二角度计算模块，用于依据所述目标点相对于原点的移动角度，确定所述目标点相对于当前位置的移动角度作为所述机械手臂本次移动的电机转动角度；

驱动模块，用于依据所述电机转动角度驱动所述机械手臂的电机转动至所述目标点。

优选地，所述第二角度计算模块具体用于：

计算所述目标点相对于原点的移动角度与上次移动的目标点相对于原点的移动角度的差值，得到所述机械手臂本次移动的电机转动角度(θ,α)＝(θ_n-θ_n-1,α_n-α_n-1)；其中，上次移动的目标点相对于原点的移动角度为(θ_n-1,α_n-1)；n为正整数；n＝1时，对应的上次移动的目标点为原点。

优选地，所述第一角度计算模块具体包括：