[发明专利]机械手臂及其控制方法和装置

说明书

本发明公开了一种机械手臂及其控制方法和装置。其中，该方法包括：确定自由端的起点和终点；判断起点与终点是否位于同一区域；如果判断结果为是，则根据第一预设规则控制自由端从起点移动至终点，其中，第一预设规则用于使得机械手臂的总移动量最小。本发明解决了相关技术中的机械手臂在移动时可能会出现电机冲击现象的技术问题。

技术领域

本发明涉及机械手臂领域，具体而言，涉及一种机械手臂及其控制方法和装置。

背景技术

机械手臂是在工业中广泛应用的一种机器人，以SCARA(选择顺应性装配机械手，Selective Compliance Assembly Robot Arm)为例，SCARA是一种圆柱坐标型的工业机器人，一种可选的SCARA机器人如图1所示，包括大臂和小臂，其中，大臂与固定端相连，小臂与大臂相连，小臂与大臂不相连的一端为自由端，具有四个运动自由度，包括三个轴线相互平行的水平转动自由度θ₁、θ₂、θ₃，可在平面内进行定位和定向，另外还有一个垂直移动自由度，用于实现机器人在垂直于平面的运动。SCARA机器人在工业生产中应用广泛，而轨迹规划则为其核心，呈现在SCARA机器人上即为臂的姿态，进一步可理解为臂的旋转角度，SCARA机器人在实际运行中当运行到某一工作区域时，会出现电机冲击等情况，需要额外加一些补偿措施才能避免这个问题，究其原因是由于SCARA机器人只采用一种获得臂角度的方法去适应不同的工作区域，在这种情况下，降低了SCARA机器人的工作效率，甚至会出现一些意外的情况，影响了工业生产进度，甚至威胁人身安全。

针对相关技术中的机械手臂在移动时可能会出现电机冲击现象的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种机械手臂及其控制方法和装置，以至少解决相关技术中的机械手臂在移动时可能会出现电机冲击现象的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种机械手臂的控制方法，机械手臂包括多个手臂以使得所述机械手臂在其自由端位于终点时具有多种姿态，该方法包括：确定自由端的起点和终点；判断起点与终点是否位于同一区域；如果判断结果为是，则根据第一预设规则控制自由端从起点移动至终点，其中，第一预设规则用于使得机械手臂的总移动量最小。

进一步地，在判断起点与终点是否位于同一区域之后，该方法还包括：如果判断结果为否，则根据第二预设规则控制自由端从起点移动至终点，其中，第二预设规则用于使得多个手臂中距离机械手臂的固定端越近的手臂的移动量越小。

进一步地，根据第一预设规则控制自由端从起点移动至终点包括：通过以下步骤确定机械手臂在自由端位于终点时处于不同姿态下的总移动量：确定机械手臂从第一状态变换为第二状态时机械手臂中每个手臂的旋转角度，并计算所有手臂的旋转角度的绝对值之和，其中，第一状态为自由端位于起点且机械手臂处于第一姿态，第二状态为自由端位于终点且机械手臂处于第二姿态，第二姿态为自由端位于终点时的多种姿态之一，绝对值之和为机械手臂的总移动量；控制机械手臂在其自由端移动至终点时处于总移动量最小的姿态。

进一步地，判断起点与终点是否位于同一区域包括：将起点与终点投影到预设平面上；根据预设平面上的分区规则分别确定起点的投影点与终点的投影点所在的平面区域并判断是否位于同一区域。

进一步地，根据预设平面上的分区规则分别确定起点的投影点与终点的投影点所在的平面区域并判断是否位于同一区域包括：确定预设平面上的参考坐标系；根据参考坐标系分别确定起点的投影坐标与终点的投影坐标并判断是否位于同一象限。