[发明专利]一种基于角度传感器的机器人运动控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于角度传感器的机器人运动控制系统及方法，其中系统包括控制器和机器人，所述机器人包括多个依次相连的运动关节，所述运动关节上设有角度传感器，所述控制器分别与运动关节和角度传感连接；所述角度传感器用于采集对应的运动关节相于对地面的第一转动角度，所述控制器用于根据第一转动角度计算各运动关节相对于前一运动关节的第二转动角度后，结合第二转动角度和各运动关节的初始角度计算各运动关节旋转的第三转动角度，并根据第三转动角度控制各运动关节的运动状态。本发明在运动关节上安装角度传感器，并根据角度传感器采集的角度信息计算得到机器人各运动关节的转动角度，极大地降低成本，可广泛应用于机器人控制领域。

技术领域

本发明涉及机器人控制领域，尤其涉及一种基于角度传感器的机器人运动控制系统及方法。

背景技术

目前，机器人在工业领域应用越来越广泛，并且越来越多的应用于教育领域。对机器人的控制主要采用位置控制模式，在对机器人进行位置控制时需要知道机器人各个关节的转动角度值，因此如何获取机器人各个关节转动角度值便成为一个研究目标。

目前针对机器人各个关节转动角度值的获取主要通过电机的编码器记录电机的转动角度，并通过驱动器将转动角度值反馈到控制器，但是这种方法需要增加编码器，而编码器一旦损坏，维修很困难，同时增加编码器使得机器结构更加复杂，并且大幅度增加了成本和机器人的重量。当机械臂安装在移动平台上时，移动平台的移动会使得机器人的底座产生倾斜，从而使得机械臂末端无法准确定位，在工作时会产生误差。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于角度传感器，并根据角度传感器采集的转动角度控制机器人的控制系统及方法。

本发明所采用的第一技术方案是：

一种基于角度传感器的机器人运动控制系统，包括控制器和机器人，所述机器人包括多个依次相连的运动关节，所述运动关节上设有角度传感器，所述控制器分别与运动关节和角度传感连接；

所述角度传感器用于采集对应的运动关节相于对地面的第一转动角度，并将第一转动角度发送至控制器；

所述控制器用于根据第一转动角度计算各运动关节相对于前一运动关节的第二转动角度后，结合第二转动角度和各运动关节的初始角度计算各运动关节旋转的第三转动角度，并根据第三转动角度控制各运动关节的运动状态。

进一步，所述机器人为四轴机器人。

进一步，所述运动关节包括驱动电机和机械臂，且四个机械臂首尾相连，所述角度传感器安装在机械臂上。

进一步，所述角度传感器与机械臂保持平行。

进一步，所述机器人还包括底座，所述机器人安装在底座上方位置，所述控制器安装在底座下方位置，所述底座上也设有角度传感器，所述角度传感器与控制器连接。

本发明所采用的第二技术方案是：

一种基于角度传感器的机器人运动控制方法，包括以下步骤：

获取各运动关节相于对地面的第一转动角度；

根据第一转动角度计算各运动关节相对于前一运动关节的第二转动角度；

结合第二转动角度和各运动关节的初始角度计算各运动关节旋转的第三转动角度，并根据第三转动角度控制各运动关节的运动状态。

进一步，所述结合第二转动角度和各运动关节的初始角度计算各运动关节旋转的第三转动角度，并根据第三转动角度控制各运动关节的运动状态这一步骤，具体包括以下步骤：

根据预设的机器人的目标位置计算各运动关节需要旋转的角度值；