一种机器人设计方法及装置、及机器人控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种机器人设计方法和装置，通过模块化的方式，依据待设计机器人的性能指标，在关节模块库中选择目标关节模块，构成待设计机器人，使关节模块可复用性强，无需再重新设计与该待设计机器人对应的专用部件，仅利用关节模块库中的关节模块就可以设计不同的机器人，从而适应不同应用的需求。此外，还公开了一种机器人控制方法和装置，通过预设插件，将机器人的控制器不可识别的对外置设备的配置信息，转换为机器人的控制器可以识别的配置文件，并按照配置文件对应的操作指令，控制利用本发明专利技术公开的机器人设计方法设计的机器人，完成外置设备和机器人之间的信息融合，使该机器人对外置设备的扩展更加简单、便捷，提高了用户体验。

【技术实现步骤摘要】
一种机器人设计方法及装置、及机器人控制方法及装置
本专利技术涉及机器人
，特别是涉及一种机器人设计方法及装置、及机器人控制方法及装置。
技术介绍
随着机器人市场的不断扩宽，为了适用于不同应用场景，不同品类的机器人被设计和制造出来。但是，现在的机器人设计方法，通常是按照该待设计机器人应用的领域、需要的性能，为该待设计机器人进行单独的构型，并设计该机器人专用的部件，进而设计和制造出该特定需求的机器人。这样，根据特定机器人的设计需求，设计和生产的只适用于该机器人的专用部件，无法复用到其他机器人的设计和制造中，限制了机器人部件的使用，导致设计机器人的过程相对复杂，且机器人的专用部件柔性较差，不能根据其他机器人的设计需求，被灵活的应用到其他机器人的生产制造中，即，使用现有的设计方法，机器人不能被快速重构，不符合当前逐渐扩宽的机器人市场。因此，如何提供一种可以灵活重构机器人的设计方法，来简化机器人的设计过程，是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种机器人设计方法，以使得机器人能够被灵活的重构，从而简化机器人的设计过程。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种机器人设计方法和装置。其中，本专利技术实施例提供的机器人设计方法，包括：根据待设计机器人的性能指标，从预先收集的机器人构型中选择与所述性能指标匹配的目标构型；结合所述待设计机器人的性能指标和所述目标构型，从关节模块库中确定目标关节模块；将目标部件按照所述目标构型进行组合，构成所述待设计机器人，所述目标部件包括所述目标关节模块。可选地，所述结合所述待设计机器人的性能指标和所述目标构型，从关节模块库中确定目标关节模块，包括：结合所述待设计机器人的性能指标以及所述目标构型下的运动学特征和动力学特征，计算所述目标构型中的关节位置的输出力矩；根据所述关节位置的输出力矩以及所述待设计机器人的末端速度指标，计算所述关节位置的速度；其中，所述性能指标中包括所述末端速度指标；从所述关节模块库中，查找集成有与所述关节位置的速度相匹配的减速器的关节模块，作为所述关键位置处的所述目标关节模块；其中，所述关节模块库包括集成了不同减速器的多个关节模块。可选地，还包括：按照所述目标构型的运动学特征以及所述待设计机器人的性能指标，优化所述目标构型中的初始连杆的尺寸，得到目标连杆；将目标部件按照上述目标构型进行组合，构成所述待设计机器人，所述目标部件还包括所述目标连杆。可选地，所述根据待设计机器人的性能指标，从预先收集的机器人构型中选择与所述性能指标匹配的目标构型，包括：枚举各个所述预先收集的机器人构型对应的性能指标，分别与待设计机器人的性能指标进行匹配，获得各个所述预先收集的机器人构型对应的匹配度；从各个所述预先收集的机器人构型中选取对应于最高匹配度的机器人构型作为所述目标构型。可选地，所述待设计机器人的性能指标包括：所述待设计机器人的运动轨迹，所述待设计机器人的有效工作半径，以及，所述待设计机器人的末端速度。相应的，本专利技术实施例还提供了一种机器人设计装置，包括：选择单元，用于根据待设计机器人的性能指标，从预先收集的机器人构型中选择与所述性能指标匹配的目标构型；确定单元，用于结合所述待设计机器人的性能指标和所述目标构型，从关节模块库中确定目标关节模块；第一构成单元，用于将目标部件按照所述目标构型进行组合，构成所述待设计机器人，所述目标部件包括所述目标关节模块。可选地，所述确定单元，包括：第一计算子单元，用于结合所述待设计机器人的性能指标以及所述目标构型下的运动学特征和动力学特征，计算所述目标构型中的关节位置的输出力矩；第二计算子单元，用于根据所述关节位置的输出力矩以及所述待设计机器人的末端速度指标，计算所述关节位置的速度；其中，所述性能指标中包括所述末端速度指标；匹配子单元，用于从所述关节模块库中，查找集成有与所述关节位置的速度相匹配的减速器的关节模块，作为所述关键位置处的所述目标关节模块；其中，所述关节模块库包括集成了不同减速器的多个关节模块。可选地，还包括：优化单元，用于按照所述目标构型的运动学特征以及所述待设计机器人的性能指标，优化所述目标构型中的初始连杆的尺寸，得到目标连杆；第二构成单元，用于将目标部件按照上述目标构型进行组合，构成所述待设计机器人，所述目标部件还包括所述目标连杆。可选地，所述选择单元，包括：枚举子单元，用于枚举各个所述预先收集的机器人构型对应的性能指标，分别与待设计机器人的性能指标进行匹配，获得各个所述预先收集的机器人构型对应的匹配度；选取子单元，用于从各个所述预先收集的机器人构型中选取对应于最高匹配度的机器人构型作为所述目标构型。可选地，所述待设计机器人的性能指标包括：所述待设计机器人的运动轨迹，所述待设计机器人的有效工作半径，以及，所述待设计机器人的末端速度。在本专利技术实施例中，在设计机器人时，在根据待设计机器人的性能指标，从预先收集的机器人构型中选择待设计机器人的目标构型后，无需再重新设计和制造与该待设计机器人唯一对应的部件，而是通过结合待设计机器人的性能指标和确定的目标构型，从预先建立的关节模块库中，确定目标关节模块，即，可以直接从关节模块库中选择与待设计机器人的性能指标相符的目标关节模块，再按照目标构型将选定的目标关节模块进行组合，即可构成所述待设计机器人。可见，本专利技术实施例提供的机器人设计方法，通过模块化的方式，依据待设计机器人的性能指标，在关节模块库中选择目标关节模块，构成待设计机器人，关节模块可复用性强，设计简单灵活，无需再重新设计和制造与该待设计机器人唯一对应的专用部件，仅利用关节模块库中的关节模块就可以设计多种不同的机器人，从而适应不同的应用需求。此外，在利用本专利技术提供的机器人设计方法，设计出机器人后，为了使该设计出的机器人可以与外置设备进行便捷的交互，本专利技术实施例还提供一种机器人控制方法和装置，来便捷的实现该机器人与外置设备的数据交互。其中，本专利技术实施例提供的机器人控制方法，包括：获取对机器人的外置设备的配置信息；所述机器人为使用上述机器人设计方法制造的机器人；利用预设插件，将所述配置信息转换为所述机器人的控制器可识别的配置文件；按照所述配置文件对应的操作指令，控制所述机器人。可选地，所述获取对机器人的外置设备的配置信息，包括：通过所述机器人的示教器上的配置操作，获取所述机器人对外置设备的所述配置信息，所述配置信息包括指示所述机器人和所述外置设备执行操作的信息。可选地，所述获取对机器人的外置设备的配置信息，包括：通过所述外置设备获取所述配置信息，所述配置信息包括指示所述机器人执行操作的信息。可选地，还包括：通过所述机器人的示教器显示预先载入的所述外置设备的使用说明。相应的，本专利技术实施例还提供了一种机器人控制装置，包括：获取单元，用于获取对机器人的外置设备的配置信息；所述机器人为使用上述机器人设计方法制造的机器人；转换单元，用于利用预设插件，将所述配置信息转换为所述机器人的控制器可识别的配置文件；控制单元，用于按照所述配置文件对应的操作指令，控制所述机器人。可选地，所述获取单元，具体用于：通过所述机器人的示教器上的配置操作，获取所述机器人对外置设备的所述配置信息，所述配置信息包括指示所述机器人和所述外置设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人设计方法，其特征在于，包括：根据待设计机器人的性能指标，从预先收集的机器人构型中选择与所述性能指标匹配的目标构型；结合所述待设计机器人的性能指标和所述目标构型，从关节模块库中确定目标关节模块；将目标部件按照所述目标构型进行组合，构成所述待设计机器人，所述目标部件包括所述目标关节模块。

【技术特征摘要】
1.一种机器人设计方法，其特征在于，包括：根据待设计机器人的性能指标，从预先收集的机器人构型中选择与所述性能指标匹配的目标构型；结合所述待设计机器人的性能指标和所述目标构型，从关节模块库中确定目标关节模块；将目标部件按照所述目标构型进行组合，构成所述待设计机器人，所述目标部件包括所述目标关节模块。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述结合所述待设计机器人的性能指标和所述目标构型，从关节模块库中确定目标关节模块，包括：结合所述待设计机器人的性能指标以及所述目标构型下的运动学特征和动力学特征，计算所述目标构型中的关节位置的输出力矩；根据所述关节位置的输出力矩以及所述待设计机器人的末端速度指标，计算所述关节位置的速度；其中，所述性能指标中包括所述末端速度指标；从所述关节模块库中，查找集成有与所述关节位置的速度相匹配的减速器的关节模块，作为所述关键位置处的所述目标关节模块；其中，所述关节模块库包括集成了不同减速器的多个关节模块。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：按照所述目标构型的运动学特征以及所述待设计机器人的性能指标，优化所述目标构型中的初始连杆的尺寸，得到目标连杆；将目标部件按照上述目标构型进行组合，构成所述待设计机器人，所述目标部件还包括所述目标连杆。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据待设计机器人的性能指标，从预先收集的机器人构型中选择与所述性能指标匹配的目标构型，包括：枚举各个所述预先收集的机器人构型对应的性能指标，分别与待设计机器人的性能指标进行匹配，获得各个所述预先收集的机器人构型对应的匹配度；从各个所述预先收集的机器人构型中选取对应于最高匹配度的机器人构型作为所述目标构型。5.根据权利要求1～4任意一项所述的方法，其特征在于，所述待设计机器人的性能指标包括：所述待设计机器人的运动轨迹，所述待设计机器人的有效工作半径，以及，所述待设计机器人的末端速度。6.一种机器人控制方法，其特征在于，包括：获取对机器人的外置设备的配置信息；所述机器人为使用上述权利要求1～5任意一项所述的方法制造的机器人；利用预设控制插件，将所述配置信息转换为所述机器人的控制器可识别的配置文件；按照所述配置文件对应的操作指令，控制所述机器人。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述获取对机器人的外置设备的配置信息，包括：通过所述机器人的示教器上的配置操作，获取所述机器人对外置设备的所述配置信息，所述配置信息包括指示所述机器人和所述外置设备执行操作的信息；或者，通过所述外置设备获取所述配置信息，所述配置信息包括指示所述机器人执行操作的信息。8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，还包括：通过所述机器人的示教器显示预先载入的所述外置设备的使用说明。9.一种机器人设计装置，其特征在于，包括：选择单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：李煜，刘刚，黄真，
申请(专利权)人：遨博北京智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11