一种机械臂的运动轨迹规划方法、装置及机器人制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种机械臂的运动轨迹规划方法，包括：根据预置的起点坐标、终点坐标以及速度曲线算法控制机械臂以预定的运动轨迹进行运动；当接收到用户发出的停止指令后，获取机械臂的当前运动时间，并根据所述当前运动时间及为每个运动阶段配置的持续时间确定所述机械臂当前所处的运动阶段；根据运动臂当前所处的运动阶段更改预定的运动阶段的持续时间及初始参数集合中的预定的初始参数，生成更改后的运动轨迹，并控制机械臂以更改后的运动轨迹进行运动。本发明专利技术还公开了一种机械臂的运动轨迹规划装置及机器人，在接收到用户的停止指令后，通过对运动轨迹进行重新规划，使得所述运动臂在保持平稳运动及速度连续的前提下，尽快停止。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人控制领域，具体是一种机械臂的运动轨迹规划方法、装置及机器人。
技术介绍
在机械臂的工作过程中，需要对机械臂的轨迹进行规划，一般来说，这种轨迹规划都是通过预定的速度规划算法来实现的，例如，可使用S型(Double S)速度曲线算法来完成机械臂的轨迹规划。有些速度规划算法在进行轨迹规划时，需要事先接收用户提供的起点和终点的位置，然后程序会在两点之间生成一系列的插补点来描述机械臂的运行轨迹。比如在示教功能中，用户通过手持设备发送指令，使得机械臂从起点出发，一直沿某个方向直线运动，直至到达终点。但是很多时间，终点的位置终点位置是由用户根据实际的情况实时决定的，因而用户无法在一开始运动的时候就给出一个具体的终点坐标，这导致了基于目前的速度规划算法的机械臂在工作过程中无法对运动轨迹进行提前规划，影响了用户的使用体验。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种机械臂的运动轨迹规划方法、装置及机器人，能根据用户的操作进行运动轨迹的重新规划，满足了用户的使用需求。本专利技术提供了一种机械臂的运动轨迹规划方法，包括如下步骤：根据预置的起点坐标、终点坐标以及速度曲线算法，控制机械臂以预定的运动轨迹进行运动；其中，所述速度曲线算法根据预先配置的初始参数集合将所述机械臂的运动轨迹规划为至少两个运动阶段，并为每个运动阶段配置一段持续时间；当接收到用户发出的停止指令后，获取所述机械臂的当前运动时间，并根据所述当前运动时间及为每个运动阶段配置的持续时间确定所述机械臂当前所处的运动阶段；根据所述运动臂当前所处的运动阶段更改预定的运动阶段的持续时间及所述初始参数集合中的预定的初始参数，生成更改后的运动轨迹，并控制所述机械臂以更改后的运动轨迹进行运动。优选地，所述速度曲线算法为S型速度曲线算法，则所述初始参数集合至少包括路程、加速运动阶段的最大加速度、最大速度、减速运动阶段的最小减速度、最大加加速度以及最小加加速度这些初始参数；所述运动阶段包括加速运动阶段、匀速运动阶段及减速运动阶段，所述加速运动阶段包括第一加速运动阶段、第二加速运动阶段及第三加速运动阶段；所述减速运动阶段包括第一减速运动阶段、第二减速运动阶段及第三减速运动阶段。优选地，所述根据所述运动臂当前所处的运动阶段更改预定的运动阶段的持续时间及所述初始参数集合中的预定的初始参数，生成更改后的运动轨迹，并控制所述机械臂以更改后的运动轨迹进行运动，具体为：当判断所述机械臂当前处于第一加速运动阶段时，将所述第一加速运动阶段、第三加速运动阶段、所述第一减速运动阶段及所述第三减速运动阶段的持续时间更改为当前运动时间，并将所述第二加速运动阶段、匀速运动阶段及第二减速运动阶段的持续时间更改为零；根据所述当前运动时间对路程、最大速度、加速运动阶段的最大加速度及减速运动阶段的最小减速度这些初始参数进行更改，根据更改后的初始参数生成更改后的运动轨迹，并控制所述机械臂以更改后的运动轨迹进行运动。优选地，所述根据所述运动臂当前所处的运动阶段更改预定的运动阶段的持续时间及所述初始参数集合中的预定的初始参数，生成更改后的运动轨迹，并控制所述机械臂以更改后的运动轨迹进行运动，具体为：当判断所述机械臂当前处于第二加速运动阶段时，将所述第二加速运动阶段及第二减速运动阶段的持续时间更改为t-t1，并将所述匀速运动阶段的持续时间更改为零；其中，t为当前运动时间，t1-t0为预先配置的从开始计时的时刻t0到所述第一加速运动阶段结束的持续时间；根据所述当前运动时间t对所述路程及所述最大速度这两个初始参数进行更改，根据更改后的初始参数生成更改后的运动轨迹，并控制所述机械臂以更改后的运动轨迹进行运动。优选地，所述根据所述运动臂当前所处的运动阶段更改预定的运动阶段的持续时间及所述初始参数集合中的预定的初始参数，生成更改后的运动轨迹，并控制所述机械臂以更改后的运动轨迹进行运动，具体为：当判断所述机械臂当前处于第三加速运动阶段时，将所述匀速运动阶段的持续时间更改为零；根据所述当前运动时间对路程这个初始参数进行更改，根据更改后的初始参数生成更改后的运动轨迹，并控制所述机械臂以更改后的运动轨迹进行运动。优选地，所述根据所述运动臂当前所处的运动阶段更改预定的运动阶段的持续时间及所述初始参数集合中的预定的初始参数，生成更改后的运动轨迹，并控制所述机械臂以更改后的运动轨迹进行运动，具体为：当判断所述机械臂当前处于匀速运动阶段时，将所述匀速运动阶段的持续时间更改为t-t3；其中，t为当前运动时间，t3-t0为预先配置的从开始计时的时刻t0到所述第三加速运动阶段结束的持续时间；根据所述当前运动时间t对所述路程这个初始参数进行更改，根据更改后的初始参数生成更改后的运动轨迹，并控制所述机械臂以更改后的运动轨迹进行运动。优选地，在所述根据预置的起点坐标、终点坐标以及速度曲线算法，控制机械臂以预定的运动轨迹进行运动之前，还包括：基于机械臂的关节参数，生成所述机械臂的工作区域；根据预先输入的起点的坐标及移动方向生成一条射线，并计算所述射线与所述工作区域的边界的交点，生成交点集合；计算所述交点集合内的每个交点与所述起点的距离，获取与最小距离对应的交点的坐标，并将所述交点标记为终点。本专利技术还提供了一种机械臂的运动轨迹规划装置，包括：运动控制单元，用于根据预置的起点坐标、终点坐标以及速度曲线算法，控制机械臂以预定的运动轨迹进行运动；其中，所述速度曲线算法根据预先配置的初始参数集合将所述机械臂的运动轨迹规划为至少两个运动阶段，并为每个运动阶段配置一段持续时间；运动时间获取单元，用于当接收到用户发出的停止指令后，获取所述机械臂的当前运动时间，并根据所述当前运动时间t及为每个运动阶段配置的持续时间确定所述机械臂当前所处的运动阶段；运动轨迹更改单元，用于根据所述运动臂当前所处的运动阶段更改预定的运动阶段的持续时间及所述初始参数集合中的预定的初始参数，生成更改后的运动轨迹，并控制所述机械臂以更改后的运动轨迹进行运动。优选地，还包括：工作区域生成单元，用于基于待工作的机械臂的关节参数，生成所述机械臂的工作区域；交点集合生成单元，用于根据预先输入的起点的坐标及移动方向生成一条射线，并计算所述射线与所述工作区域的边界的交点，生成交点集合；终点标记单元，用于计算所述交点集合内的每个交点与所述起点的距离，获取与最小距离对应的交点的坐标，并将所述交点标记为终点。本专利技术还提供了一种机器人，包括上述的机械臂的运动轨迹规划装置。本专利技术实施例提供的机械臂的运动轨迹规划方法、装置及机器人，当检测到进入减速运动阶段之前接收到用户的停止指令后，则根据当前所处的运动阶段对当前及后续的运动轨迹进行重新规划，使得所述运动臂在保持平稳运动及速度连续的前提下，尽快停止，从而满足用户的使用需求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的机械臂的运动轨迹规划方法的流程示意图。图2是S形速度曲线算法的运动过程示意图。图3是S形速度曲线算法的计算原理流程图。图4是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机械臂的运动轨迹规划方法，其特征在于，包括如下步骤：根据预置的起点坐标、终点坐标以及速度曲线算法，控制机械臂以预定的运动轨迹进行运动；其中，所述速度曲线算法根据预先配置的初始参数集合将所述机械臂的运动轨迹规划为至少两个运动阶段，并为每个运动阶段配置一段持续时间；当接收到用户发出的停止指令后，获取所述机械臂的当前运动时间，并根据所述当前运动时间及为每个运动阶段配置的持续时间确定所述机械臂当前所处的运动阶段；根据所述运动臂当前所处的运动阶段更改预定的运动阶段的持续时间及所述初始参数集合中的预定的初始参数，生成更改后的运动轨迹，并控制所述机械臂以更改后的运动轨迹进行运动。

【技术特征摘要】
1.一种机械臂的运动轨迹规划方法，其特征在于，包括如下步骤：根据预置的起点坐标、终点坐标以及速度曲线算法，控制机械臂以预定的运动轨迹进行运动；其中，所述速度曲线算法根据预先配置的初始参数集合将所述机械臂的运动轨迹规划为至少两个运动阶段，并为每个运动阶段配置一段持续时间；当接收到用户发出的停止指令后，获取所述机械臂的当前运动时间，并根据所述当前运动时间及为每个运动阶段配置的持续时间确定所述机械臂当前所处的运动阶段；根据所述运动臂当前所处的运动阶段更改预定的运动阶段的持续时间及所述初始参数集合中的预定的初始参数，生成更改后的运动轨迹，并控制所述机械臂以更改后的运动轨迹进行运动。2.根据权利要求1所述的机械臂的运动轨迹规划方法，其特征在于，所述速度曲线算法为S型速度曲线算法，则所述初始参数集合至少包括路程、加速运动阶段的最大加速度、最大速度、减速运动阶段的最小减速度、最大加加速度以及最小加加速度这些初始参数；所述运动阶段包括加速运动阶段、匀速运动阶段及减速运动阶段，所述加速运动阶段包括第一加速运动阶段、第二加速运动阶段及第三加速运动阶段；所述减速运动阶段包括第一减速运动阶段、第二减速运动阶段及第三减速运动阶段。3.根据权利要求2所述的机械臂的运动轨迹规划方法，其特征在于，所述根据所述运动臂当前所处的运动阶段更改预定的运动阶段的持续时间及所述初始参数集合中的预定的初始参数，生成更改后的运动轨迹，并控制所述机械臂以更改后的运动轨迹进行运动，具体为：当判断所述机械臂当前处于第一加速运动阶段时，将所述第一加速运动阶段、第三加速运动阶段、所述第一减速运动阶段及所述第三减速运动阶段的持续时间更改为当前运动时间，并将所述第二加速运动阶段、匀速运动阶段及第二减速运动阶段的持续时间更改为零；根据所述当前运动时间对所述路程、所述最大速度、所述加速运动阶段的最大加速度及所述减速运动阶段的最小减速度这些初始参数进行更改，根据更改后的初始参数生成更改后的运动轨迹，并控制所述机械臂以更改后的运动轨迹进行运动。4.根据权利要求2所述的机械臂的运动轨迹规划方法，其特征在于，所述根据所述运动臂当前所处的运动阶段更改预定的运动阶段的持续时间及所述初始参数集合中的预定的初始参数，生成更改后的运动轨迹，并控制所述机械臂以更改后的运动轨迹进行运动，具体为：当判断所述机械臂当前处于第二加速运动阶段时，将所述第二加速运动阶段及第二减速运动阶段的持续时间更改为t-t1，并将所述匀速运动阶段的持续时间更改为零；其中，t为当前运动时间，t1-t0为预先配置的从开始计时的时刻t0到所述第一加速运动阶段结束的持续时间；根据所述当前运动时间t对所述路程及所述最大速度这两个初始参数进行更改，根据更改后的初始参数生成更改后的运动轨迹，并控制所述机械臂以更改后的运动轨迹进行运动。5.根据权利要求2所述的机械臂的运动轨迹规划方法，其特征在于，所述根据所述运动臂当前所处的运动阶段更改预...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗汉杰，
申请(专利权)人：广州视源电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44