机器人控制方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质制造方法及图纸

本申请提供一种机器人控制方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，涉及自动控制技术领域。该方法通过确定的关节轴线位置关系下的目标函数关系进行运动学逆解，可以准确的得到各关节的运动参数。其中，目标函数关系基于基础函数关系变形得到的，而基础函数关系是根据初始函数关系和约束函数关系构建得到的，在三关节机械臂的结构确定的条件下，由于三关节机械臂所包含的各关节是唯一的，且各关节的相关参数也是唯一的，从而可唯一的确定初始函数关系和约束函数关系，基于唯一确定的初始函数关系和约束函数关系，可以得到唯一的基础函数关系，从而通过目标函数关系解析得到精确度较高的各关节的运动参数，有效解决了三关节机械臂的逆解问题。臂的逆解问题。臂的逆解问题。

【技术实现步骤摘要】
机器人控制方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质


[0001]本申请涉及自动控制
，具体而言，涉及一种机器人控制方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]RRT三关节机械臂指由旋转关节、旋转关节及移动关节依次连接构成的机械臂，对于包含RRT三关节机械臂的机器人的运动控制，通常可通过机械臂的运动学逆解实现，运动学逆解也即指已知机器人末端位姿，求解各运动关节的运动位置。
[0003]目前，如何实现RRT三关节机械臂的逆解问题成为机器人控制领域亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种机器人控制方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，以便于实现RRT三关节机械臂的运动学逆解解析。
[0005]为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种机器人控制方法，应用于机器人控制系统中的电子设备，所述系统包括电子设备及机器人本体，所述机器人本体包括三关节机械臂，所述三关节机械臂包括依次连接的第一旋转关节、第二旋转关节及移动关节；所述方法包括：
[0007]获取所述机器人本体的末端待运行至的指令点；
[0008]根据所述三关节机械臂中各关节的关节轴线位置关系，确定所述位置关系对应的目标函数关系；
[0009]根据所述目标函数关系，分别确定所述第一旋转关节的第一关节角度的值、所述第二旋转关节的第二关节角度的值以及所述移动关节的移动距离；所述目标函数关系根据基础函数关系变形得到，所述基础函数关系根据中间点的初始函数关系以及中间点的约束函数关系构建得到，所述初始函数关系根据中间点与关节相关参数构建得到，所述关节相关参数包括：所述机器人本体的末端当前所在的起始点、所述指令点、所述第一旋转关节的关节轴线上的参考点、所述第一旋转关节的第一关节角度、所述第一旋转关节的关节轴线的方向矢量、所述移动关节的移动距离以及所述移动关节的关节轴线的方向矢量；所述中间点包括所述机器人本体的末端由所述初始点运行至所述指令点的过程中所经过的指定点；
[0010]根据所述第一旋转关节的第一关节角度的值、所述第二旋转关节的第二关节角度的值以及所述移动关节的移动距离，控制所述三关节机械臂运动，以使得所述机器人本体的末端由初始点移动至所述指令点。
[0011]可选地，所述根据所述三关节机械臂中各关节的关节轴线位置关系，确定所述位置关系对应的目标函数关系，包括：
[0012]根据所述第一旋转关节的第一关节轴线、所述第二旋转关节的第二关节轴线以及
所述移动关节的第三关节轴线之间的位置关系，确定所述位置关系下所述第一关节轴线的第一方向矢量、所述第二关节轴线的第二方向矢量以及所述移动关节的第三方向矢量之间的目标等式关系；
[0013]将所述目标等式关系对应的函数关系作为所述目标函数关系。
[0014]可选地，所述初始函数关系包括：第一中间点对应的第一函数关系以及第二中间点对应的第二函数关系；
[0015]所述第一函数关系用于表征所述第一中间点与所述初始点、移动距离以及第三方向矢量之间的关系，所述移动距离表征所述移动关节的移动距离，所述第三方向矢量表征所述移动关节的关节轴线的方向矢量；
[0016]所述第二函数关系用于表征所述第二中间点与所述指令点、第一参考点、第一关节角度、第一方向矢量之间的关系；所述第一参考点表征所述第一旋转关节的关节轴线上的参考点，所述第一关节角度表征所述第一旋转关节的关节角度，所述第一方向矢量表征所述第一旋转关节的关节轴线的方向矢量。
[0017]可选地，若第二旋转关节的第二关节轴线垂直于移动关节的第三关节轴线，且第二旋转关节的第二关节轴线平行于第一旋转关节的第一关节轴线，则所述目标函数关系为所述第一函数关系；
[0018]所述根据所述目标函数关系，分别确定所述第一旋转关节的第一关节角度、所述第二旋转关节的第二关节角度以及所述移动关节的移动距离，包括：
[0019]确定所述基础函数关系中所述第一关节角度与所述移动距离相关的函数关系具有唯一解时第一中间点的位置矢量；
[0020]根据所述目标函数关系、以及所述第一中间点的位置矢量，确定所述移动关节的移动距离；
[0021]根据所述移动距离、以及所述基础函数关系中所述第一旋转关节的第一关节角度相关的函数关系，确定所述第一关节角度的值；
[0022]根据所述第一关节角度的值、所述移动距离以及所述第一函数关系和所述第二函数关系，分别确定所述第一中间点的值和所述第二中间点的值；
[0023]根据所述第一中间点的值、所述第二中间点的值以及预设的空间点绕关节轴线的运动函数关系，确定所述第二关节角度的值。
[0024]可选地，若第二旋转关节的第二关节轴线垂直于移动关节的第三关节轴线，且第二旋转关节的第二关节轴线不平行于第一旋转关节的第一关节轴线，则所述目标函数关系为所述基础函数关系中所述第一关节角度相关的函数关系；
[0025]所述根据所述目标函数关系，分别确定所述第一旋转关节的第一关节角度、所述第二旋转关节的第二关节角度以及所述移动关节的移动距离，包括：
[0026]根据所述目标函数关系，确定所述第一关节角度的值；
[0027]根据所述第一关节角度的值以及所述基础函数关系中所述第一关节角度与所述移动距离相关的函数关系，确定所述移动距离；
[0028]根据所述第一关节角度的值、所述移动距离以及所述第一函数关系和所述第二函数关系，分别确定所述第一中间点的值和所述第二中间点的值；
[0029]根据所述第一中间点的值、所述第二中间点的值以及预设的空间点绕关节轴线的
运动函数关系，确定所述第二关节角度的值。
[0030]可选地，若第二旋转关节的第二关节轴线不垂直于移动关节的第三关节轴线，且第二旋转关节的第二关节轴线平行于第一旋转关节的第一关节轴线，则所述目标函数关系为所述基础函数关系中所述移动距离相关的函数关系；
[0031]所述根据所述目标函数关系，分别确定所述第一旋转关节的第一关节角度、所述第二旋转关节的第二关节角度以及所述移动关节的移动距离，包括：
[0032]根据所述目标函数关系，确定所述移动距离；
[0033]根据所述移动距离以及所述基础函数关系中所述第一关节角度与所述移动距离相关的函数关系，确定所述第一关节角度的值；
[0034]根据所述第一关节角度的值、所述移动距离以及所述第一函数关系和所述第二函数关系，分别确定所述第一中间点的值和所述第二中间点的值；
[0035]根据所述第一中间点的值、所述第二中间点的值以及预设的空间点绕关节轴线的运动函数关系，确定所述第二关节角度的值。
[0036]可选地，若第二旋转关节的第二关节轴线不垂直于移动关节的第三关节轴线，且第二旋转关节的第二关节轴线不平行于第一旋转关节的第一关节轴线；同时，所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人控制方法，其特征在于，应用于机器人控制系统中的电子设备，所述系统包括电子设备及机器人本体，所述机器人本体包括三关节机械臂，所述三关节机械臂包括依次连接的第一旋转关节、第二旋转关节及移动关节；所述方法包括：获取所述机器人本体的末端待运行至的指令点；根据所述三关节机械臂中各关节的关节轴线位置关系，确定所述位置关系对应的目标函数关系；根据所述目标函数关系，分别确定所述第一旋转关节的第一关节角度的值、所述第二旋转关节的第二关节角度的值以及所述移动关节的移动距离；所述目标函数关系根据基础函数关系变形得到，所述基础函数关系根据中间点的初始函数关系以及中间点的约束函数关系构建得到，所述初始函数关系根据中间点与关节相关参数构建得到，所述关节相关参数包括：所述机器人本体的末端当前所在的起始点、所述指令点、所述第一旋转关节的关节轴线上的参考点、所述第一旋转关节的第一关节角度、所述第一旋转关节的关节轴线的方向矢量、所述移动关节的移动距离以及所述移动关节的关节轴线的方向矢量；所述中间点包括所述机器人本体的末端由所述初始点运行至所述指令点的过程中所经过的指定点；根据所述第一旋转关节的第一关节角度的值、所述第二旋转关节的第二关节角度的值以及所述移动关节的移动距离，控制所述三关节机械臂运动，以使得所述机器人本体的末端由初始点移动至所述指令点。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述三关节机械臂中各关节的关节轴线位置关系，确定所述位置关系对应的目标函数关系，包括：根据所述第一旋转关节的第一关节轴线、所述第二旋转关节的第二关节轴线以及所述移动关节的第三关节轴线之间的位置关系，确定所述位置关系下所述第一关节轴线的第一方向矢量、所述第二关节轴线的第二方向矢量以及所述移动关节的第三方向矢量之间的目标等式关系；将所述目标等式关系对应的函数关系作为所述目标函数关系。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始函数关系包括：第一中间点对应的第一函数关系以及第二中间点对应的第二函数关系；所述第一函数关系用于表征所述第一中间点与所述初始点、移动距离以及第三方向矢量之间的关系，所述移动距离表征所述移动关节的移动距离，所述第三方向矢量表征所述移动关节的关节轴线的方向矢量；所述第二函数关系用于表征所述第二中间点与所述指令点、第一参考点、第一关节角度、第一方向矢量之间的关系；所述第一参考点表征所述第一旋转关节的关节轴线上的参考点，所述第一关节角度表征所述第一旋转关节的关节角度，所述第一方向矢量表征所述第一旋转关节的关节轴线的方向矢量。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，若第二旋转关节的第二关节轴线垂直于移动关节的第三关节轴线，且第二旋转关节的第二关节轴线平行于第一旋转关节的第一关节轴线，则所述目标函数关系为所述第一函数关系；所述根据所述目标函数关系，分别确定所述第一旋转关节的第一关节角度、所述第二旋转关节的第二关节角度以及所述移动关节的移动距离，包括：确定所述基础函数关系中所述第一关节角度与所述移动距离相关的函数关系具有唯
一解时第一中间点的位置矢量；根据所述目标函数关系、以及所述第一中间点的位置矢量，确定所述移动关节的移动距离；根据所述移动距离、以及所述基础函数关系中所述第一旋转关节的第一关节角度相关的函数关系，确定所述第一关节角度的值；根据所述第一关节角度的值、所述移动距离以及所述第一函数关系和所述第二函数关系，分别确定所述第一中间点的值和所述第二中间点的值；根据所述第一中间点的值、所述第二中间点的值以及预设的空间点绕关节轴线的运动函数关系，确定所述第二关节角度的值。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，若第二旋转关节的第二关节轴线垂直于移动关节的第三关节轴线，且第二旋转关节的第二关节轴线不平行于第一旋转关节的第一关节轴线，则所述目标函数关系为所述基础函数关系中所述第一关节角度相关的函数关系；所述根据所述目标函数关系，分别确定所述第一旋转关节的第一关节角度、所述第二旋转关节的第二关节角度以及所述移动关节的移动距离，包括：根据所述目标函数关系，确定所述第一关节角度的值；根据所述第一关节角度的值以及所述基础函数关系中所述第一关节角度与所述移动距离相关的函数关系，确定所述移动距离；根据所述第一关节角度的值、所述移动距离...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：杭州唯精医疗机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：