[发明专利]定位机器人运动轨迹的方法和装置

权利要求书

1.一种定位机器人运动轨迹的方法，其特征在于，包括以下步骤：

一脉冲控制器接收一机器人控制器每周期的指令脉冲数，并对接收的位置点进行S形曲线加减速作为粗插补运算，所述机器人控制器用以控制一机器人本体；

在S形曲线基础上划分为n段，对第n段进行PVT精插补运算，通过第n段内相邻两点间的斜率值可知机器人到达每一位置点的速度，并在S形曲线上确定所属的速度段；

调用所述脉冲控制器的DSP数字信号处理器中的脉冲输出函数进行脉冲发送，并传给一驱动器控制一电机转动，所述电机控制所述机器人本体的运动。

2.根据权利要求1所述的定位机器人运动轨迹的方法，其特征在于，所述对第n段进行PVT精插补运算包括：

S形曲线划分为n段基础上对其中任意一段进行i等分，其中每一等分点的位置值为K_i；如果为变速运动，即电机运动在加速段、减速段和匀速段中的至少2个速度段，则K_i等于第n段起始位置值；如果为非变速运动，即电机运动在加速段或减速段或匀速段，则位置值K_i进行累加；

判断位置值K_i是否小于控制周期的位置值，若位置值K_i小于控制周期的位置值，则计算第i段的p、v、t值，将计算得到的PVT值保存到自定的数组中，并进行i++；若位置值K_i大于控制周期的位置值，则程序结束。

3.根据权利要求1所述的定位机器人运动轨迹的方法，其特征在于，所述脉冲控制器还包括一FPGA信号处理器、一CAN接口电路、一模拟量输出电路、一数字量输出电路以及一编码器接口电路，所述DSP数字信号处理器通过所述CAN接口电路接收来自所述机器人控制器的指令，所述DSP数字信号处理器将指令发给所述FPGA信号处理器，经所述FPGA信号处理器内部操作将信号经所述模拟量输出电路、所述数字量输出电路、所述编码器接口电路与所述驱动器进行直接的通讯。

4.根据权利要求1所述的定位机器人运动轨迹的方法，其特征在于，所述机器人本体具有若干关节，每个关节围绕固定的坐标轴旋转，通过关节值显示当前位置给所述脉冲控制器。

5.根据权利要求1所述的定位机器人运动轨迹的方法，其特征在于，S形曲线加减速控制方程v(t)＝v_s+(v_e-v_s)exp(kt/τ)/[exp(kt/τ)+exp(kt₀/τ)]，v_s为开始时的速度，v_e为结束时的速度，v_c为稳态速度，k为系数，τ为过渡过程时间常数，加速段v_s＝0，v_e＝v_c，则v(t)＝v_cexp(kt/τ)/[exp(kt/τ)+exp(kt₀/τ)]，当t＜＜τ且k＞＞1时，v(t)≈0，当t＞＞τ且k＞＞1时，v(t)≈v_c；匀速段v_s＝v_e＝v_c，则v(t)＝v_c；减速段v_s＝v_c，v_e＝0，则v(t)＝exp(kt₀/τ)v_c/(e^kt/τ+exp(kt₀/τ))，当t＜＜τ且k＞＞1时，v(t)≈v_c，当t＞＞τ且k＞＞1时，v(t)≈0。