[发明专利]机械臂及其轨迹规划方法和装置

权利要求书

1.一种机械臂的轨迹规划方法，其特征在于，所述方法包括：

确定机械臂运动过程所对应的所述机械臂的运动路径、各个路径点对应的关节角度；

根据所述机械臂的运动路径确定目标函数，并结合机械臂自身的关节速度和关节力矩限制条件，以及路径点对应的关节角度，确定所述关节可行的最大速度和最大加速度；

根据所确定的最大速度和最大加速度，对所述机械臂进行轨迹规划。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定机械臂运动过程所对应的所述机械臂的运动路径，包括：

确定所述机械臂运动过程中描述运动路径的标量参数，建立所述标量参数与机械臂运动路径的对应关系。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在建立所述标量参数与机械臂运动路径的对应关系之后，所述方法还包括：

将所述运动路径对应的标量参数的取值归一化处理。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征，所述标量参数的取值归一化处理后，所述运动路径的起点与所述标量参数中的0值对应，所述运动路径的终点与所述标量参数的1值对应。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述机械臂的运动路径确定目标函数，结合机械臂自身的关节速度和关节力矩限制条件，确定所述关节可行的最大速度和最大加速度，包括：

根据所述关节速度和关节力矩限制条件：确定时间最短的目标函数：确定所述关节可行的最大速度和最大加速度，其中，和分别表示机械臂的关节所允许的最小速度和最大速度，τ_min和τ_max表示机械臂关节能输出的最小力矩和最大力矩，表示由标量参数s和标量参数s的一阶导数表示的关节速度，表示由标量参数s及其一阶导数、二阶导数表示的关节力矩，t0为运动起点时间，te为运动结束时间。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所确定的可行最大速度和最大加速度，对所述机械臂进行轨迹规划，包括：

将所述最大加速度作为S形轨迹规划中的匀加速度运动阶段和匀减速阶段的加速度，将所述最大速度作为所述S形轨迹规划中的匀速运动阶段的运动速度，对所述机械臂进行轨迹规划。

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述运动路径包括机械臂的各个关节的运动路径，在确定所述关节可行的最大速度和最大加速度时，分别确定各个关节所对应的最大速度和最大加速度。

8.一种机械臂的轨迹规划装置，其特征在于，所述装置包括：

关节数据确定单元，用于确定机械臂运动过程所对应的所述机械臂的运动路径、各个路径点对应的关节角度；

数据计算单元，用于根据所述机械臂运动路径确定目标函数，结合机械臂自身的关节速度和关节力矩限制条件，以及路径点对应的关节角度，确定所述关节可行的最大速度和最大加速度；

轨迹规划单元，用于根据所确定的最大速度和最大加速度，对所述机械臂进行轨迹规划。

9.一种机械臂，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。