【技术实现步骤摘要】
一种基于工业机器人腕部奇异点计算的控制方法
[0001]本专利技术属于工业机器人控制领域,具体的,为一种基于工业机器人腕部奇异点计算的控制方法。
技术介绍
[0002]工业机器人可以对多个运动轴,包括方向、位置和工作流程进行编程。工业机器人通常包括具有多个轴的机器人臂以及可编程控制器(控制装置),控制器在运行中控制或调整工业机器人的运动过程。
[0003]运动学奇异是机械结构不可避免的固有特性。其不仅限制了机器人真正运行空间,当机器人运动到奇异点时,其雅可比矩阵不存在逆解,从而使关节跟踪速度和加速度无穷大,形成冲击进而将造成工业机器人稳定性变差,跟踪能力下降等问题,这些不足严重影响机器人的运动性能。
[0004]针对机器人运动学奇异位形问题,提出一种计算六轴机器人腕部奇异位形的方法。通过计算出机器人处于奇异位形时各关节的状态,使机器人远离奇异位形,提高工业机器人性能。
技术实现思路
[0005]本专利技术提供了一种基于计算工业机器人奇异位形的控制方法,可以克服机器人在奇异位形时稳定性差的缺陷。
[0006]为实现上述目的,本专利技术采用如下技术方案,
[0007]一种基于工业机器人腕部奇异点计算的控制方法,包括以下步骤:
[0008]步骤一:定义基坐标系和机器人机械臂关节坐标系,且保证机器人关节坐标系与基坐标系方向相同,根据机器人运动参数,建立机器人运动学模型;
[0009]步骤二:根据机器人机械臂运动学模型的连杆变换,求取机器人运动学正解;
[ ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于工业机器人腕部奇异点计算的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:定义基坐标系和机器人机械臂关节坐标系,且保证机器人关节坐标系与基坐标系方向相同,根据机器人运动参数,建立机器人运动学模型;步骤二:根据机器人机械臂运动学模型的连杆变换,求取机器人运动学正解;步骤三:求解机器人机械臂的速度雅可比矩阵,得到包括机器人关节平动速度和转动速度的速度雅可比矩阵;步骤四:对求取的速度雅可比矩阵进行解耦运算,将该矩阵按照平动速度和转动速度分为多个矩阵;步骤五:根据解耦后的速度雅可比矩阵,计算整个雅可比矩阵的行列式结果,在行列式结果为零时,则为机器人机械臂的奇异点;步骤六:在得到机器人机械臂的奇异点后,根据绕开奇异点的轨迹对机器人机械臂的控制。2.根据权利要求1所述的基于工业机器人腕部奇异点计算的控制方法,其特征在于:所述对机器人进行运动学模型的连杆变换,其变换矩阵为:所述对机器人进行运动学模型的连杆变换,其变换矩阵为:所述对机器人进行运动学模型的连杆变换,其变换矩阵为:并计算机器人运动学正解,计算公式和结果为:其中:n
x
=
‑
s5(s1s4+c4(c1c2s3+c1c3s2))
‑
c5(c1s2s3‑
c1c2c3)n
y
=s5(c1s4‑
c4(c2s1s3+c3s1s2))
‑
c5(s1s2s3‑
c2c3s1)n
z
=
‑
s
23
c5‑
c
23
c4s5o
x
=s6(c5(s1s4+c4(c1c2s3+c1c3s2))
‑
s5(c1s2s3‑
c1c2c3))
‑
c6(c4s1‑
s4(c1c2s3+c1c3s2))o
y
=c6(c1c4+s4(c2s1s3+c3s1s2))
‑
s6(c5(c1s4‑
c4(c2s1s3+c3s1s2))+s5(s1s2s3‑
c2c3s1))o
z
=c
23
c6s4‑
s6(s
23
s5‑
c
23
c4c5)a
x
=s6(c4s1‑
s4(c1c2s3+c1c3s2))+c6(c5(s1s4+c4(c1c2s3+c1c3s2))
‑
s5(c1s2s3‑
c1c2c3))
a
y
=
‑
s6(c1c4+s4(c2s1s3+c3s1s2))
‑
c6(c5(c1s4‑
c4(c2s1s3+c3s1s2))+s5(s1s2s3‑
c2c3s1))a
z
=
‑
c6(s
23
s5‑
c
23
c4c5)
‑
c
23
s4s6P
x
=c1(L1+L4c
23
+L3s
23
+L2s2)P
y
=s1(L1+L4c
23
+L3s
23
+L2s2)P
z
=L3c
23
‑
L4s
23
+L2c2其中,c1‑
c6,s1‑
s6依次表示机器人各关节变量θ1‑
θ6的正弦值和余弦值,c
23
,s
23
分别表...
【专利技术属性】
技术研发人员:曲道奎,邹风山,刘世昌,宋吉来,梁亮,孙铭泽,
申请(专利权)人:山东新松工业软件研究院股份有限公司,
类型:发明
国别省市:
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