[发明专利]机械臂及机械臂自引导操作方法

说明书

本发明公开了一种机械臂及机械臂自引导操作方法。本发明的机械臂的自引导操作方法，机械臂包括多个节臂，多个节臂首尾相连位于同一竖直平面内，多个节臂包括与基座转动连接的第一节臂和与第一节臂转动连接的第二节臂，方法包括：调节第一节臂和第二节臂，以使内置在第二节臂末端的测距装置指向操作目标的操作位置，并获取测距装置与操作位置之间的第一距离；根据第一距离获取操作位置在竖直平面内的第一坐标；以及控制机械臂的多个节臂转动，在使得操作部对操作位置进行操作时，多个节臂中相邻节臂之间的角度与根据第一坐标获取的多个节臂中相邻节臂之间的角度一致。本发明将机械臂三维空间的反解运算转换成二维空间的运算降低运算量。

技术领域

本发明涉及机械臂领域，特别涉及一种机械臂及机械臂自引导操作方法。

背景技术

无论是工业领域还是服务领域，机械臂的使用越来越普及。目前，大部分机械臂是单关节控制或者采用示教方式沿固定轨迹运行，这种方式操作繁琐并且只能在特定环境中使用。对于可引导定位的机械臂，目前多采用视觉或云台进行三维定位运算，定位和反解的运算量大且复杂，机械臂的整体占用空间也比较大。

发明内容

本发明提供了一种降低运算量的机械臂及机械臂自引导操作方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

依据本发明的一个方面，提供了一种机械臂的自引导操作方法，机械臂包括多个节臂，多个节臂的末端包括操作部，多个节臂首尾相连位于同一竖直平面内，多个节臂包括与基座转动连接的第一节臂和与第一节臂转动连接的第二节臂，方法包括：调节第一节臂和第二节臂，以使内置在第二节臂末端的测距装置指向操作目标的操作位置，并获取测距装置与操作位置之间的第一距离；根据第一距离获取操作位置在竖直平面内的第一坐标；以及控制机械臂的多个节臂转动，在使得操作部对操作位置进行操作时，多个节臂中相邻节臂之间的角度与根据第一坐标获取的多个节臂中相邻节臂之间的角度一致。

进一步地，调节第一节臂和第二节臂，以使内置在第二节臂末端的测距装置指向操作目标的操作位置，并获取测距装置与操作位置之间的第一距离包括：确定操作位置位于多个节臂的竖直平面内；以及确定竖直平面的平面坐标系。

进一步地，方法还包括：确定测距装置的测距方向与第二节臂的延伸方向相垂直，形成第一直角。

进一步地，根据第一距离获取操作位置在竖直平面的第一坐标，包括：获取第一节臂和第二节臂之间的第一角度、第一节臂的第一长度和第二节臂的第二长度；以及根据第一距离、第一角度、第一长度、第二长度以及第一直角，获取第一坐标。

进一步地，在使得操作部对操作位置进行操作时，多个节臂中相邻节臂之间的角度与根据第一坐标获取的多个节臂中相邻节臂之间的角度一致包括：当机械臂包括四个节臂时，获取第二节臂的第二长度、第三节臂的第三长度以及第四节臂的第四长度，以及根据第一坐标、第二长度、第三长度和第四长度获取多个节臂中相邻节臂之间的角度。

进一步地，根据第一坐标、第二长度、第三长度和第四长度获取多个节臂中相邻节臂之间的角度，包括：

其中，α₁＝θ₁-90°，α₂＝θ₂-90°，α₃＝θ₃-90°；在使得机械臂对操作位置进行操作时，θ₁为第一节臂与相邻第二节臂之间的第二角度；θ₂为第二节臂与相邻第三节臂之间的第三角度；θ₃为第三节臂与第四节臂之间的第四角度；l₁为第二长度；l₂为第三长度；l₃为第四长度；(x，y)为第一坐标。