[发明专利]一种机械臂末端精准定位虚拟仿真方法

说明书

本发明公开了一种机械臂末端精准定位虚拟仿真方法，克服了现有技术的变电站机器人无法精确定位操作目标导致操作误差率高的问题，包括建立虚拟环境、对变电站机器人任务进行动作分解，将任务动作分解为若干单次动作得到单次动作位置信息、对若干单次动作拆解进行虚拟仿真形成动画片段，将多个动画片段进行拼接整合的步骤。本发明通过对变电站机器人的任务动作进行多次仿真，选取精度最高的一系列动作组合，有利于变电站机器人的机械臂末端能够精准定位到待操作的按钮、旋钮上，对于变电站室内精确定位具有重要意义；将机器人主要包括机械臂在内的部分分解为多个节点，再将节点之间的动作进行组合，得到针对待操作按钮、旋钮的精准定位。

技术领域

本发明涉及变电站机器人技术领域，尤其是涉及一种机械臂末端精准定位虚拟仿真方法。

背景技术

当前，人工智能技术已在金融、医疗、教育、制造等领域得到了广泛的应用，并取得不错的应用效果。电力行业从业人员常涉及一些列高危操作，尤其是变电站内的一些工作，如合闸、分闸、开关操作、设备巡视、异常及事故处理。智能机器人是人工智能技术的典型代表，可以代替人去完成一些工作，和变电站对人工智能技术的需求有天然的匹配性。目前，嘉兴供电公司首次将智能操作机器人投入变电站使用，该智能操作机器人可以实现变电站的开关操作、设备巡视、紧急事故处理，而传统巡视机器人只能完成设备巡视工作，不具备倒闸操作功能。变电站设备众多，有变压器、开关柜、绝缘子、母线、隔离开关等多类设备，机器人操作目标主要是按钮、旋钮、手车等精细目标，对目标位姿估计的精度要求很高，误差通常需要控制在1mm内，否则容易导致末端执行器偏离操作目标而造成操作失败，现有变电站的巡检机器人无法做法精确操作按钮、旋钮、手车等精细目标，定位不准确导致操作困难，无法在操作前对机器人的操作效果进行预判在机器人操作后才会将操作不准的问题暴露出来，影响了变电站的工作效率，导致变电站操作误差率高。

发明内容

本发明是为了克服现有技术的变电站机器人无法精确定位操作目标导致操作误差率高的问题，提供一种机械臂末端精准定位虚拟仿真方法，通过对单次机器人的移动精度进行仿真预判操作精度达到提高绝对定位精度的目的。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种机械臂末端精准定位虚拟仿真方法，所述机械臂安装于变电站机器人上，其特征是，包括以下步骤：

S1、建立虚拟环境；

S2、对变电站机器人任务进行动作分解，将任务动作分解为若干单次动作得到单次动作位置信息；

S3、对若干单次动作拆解进行虚拟仿真形成动画片段，将多个动画片段进行拼接整合。

作为优选，S1包括以下内容：用户将变电站机器人实体数据导入到平台环境中，创建符合需求的机器人机械臂三维仿真环境，平台包括三维模型导入功能，能够将外部用户需要的实体模型导入三位仿真环境并将实体模型转换为可读取格式便于后续对模型进行实时仿真。

作为优选，变电站机器人任务包括若干动作，动作包括行走、拿、放、定位、姿势、等待、接触、施压，动作之间形成多种排列组合构成多种不同的变电站机器人任务，变电站机器人任务过程中还包括避障动作，由平台实时检测障碍物的存在根据任务设定的具体位置通过若干单次动作调节实现变电站机器人的避障功能。

作为优选，S2包括以下内容：

S21、将变电站机器人的架构分解为n节点，每个节点有对应的继承关系，当前节点和下一节点之间为父节点和子节点的关系；

S22、定义每个节点三维位置信息(dx,dy,dz，θy,θx,θz)；旋转矩阵RoM和转移矩阵TranM其中，dx,dy,dz，θy,θx,θz分别为当前节点相对于其父节点的相对位置和相对角度；

S23、每个节点均有绝对转动矩阵RRoM和绝对转移矩阵trans，定义每个节点的绝对转动矩阵和绝对转移矩阵；