[发明专利]一种控制机械臂末端执行空间曲线动作的方法

权利要求书

1.一种控制机械臂末端执行空间曲线动作的方法，其特征在于，包括步骤：

A、确定机械臂待执行空间曲线动作的轨迹表达式；

B、基于所述表达式，将所述待执行空间曲线动作的轨迹分别投影至水平和垂直的两平面中；

C、分别在所述水平和垂直的两平面中进行圆弧轨迹还原，并以还原结果输出控制指令；

D、机械臂执行所述控制指令以完成曲线动作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述轨迹表达式为：

式中G(x，y，z)表示以机械臂末端为坐标原点的空间二次曲面；(x，y，z)表示机械臂待执行空间曲线动作的轨迹上任一一点的坐标；(a_x，a_y，a_z)，(b_x，b_y，b_z)，(c_x，c_y，c_z)分别表示机械臂待执行空间曲线动作的轨迹上已知的三个位置的坐标。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤B包括：采用高斯消元对以机械臂末端为坐标原点的空间二次曲面G(x，y，z)进行计算，所得的在两个坐标系下的椭圆方程组表示为:式中，X’、Y’分别表示在水平坐标系下的横坐标和纵坐标，b₁、a₁分别表示在水平坐标系下椭圆的长轴和短轴数值；Y”、Z’分别表示在垂直坐标系下的横坐标和纵坐标，b₂、a₂分别表示在垂直坐标系下椭圆的长轴和短轴数值。

4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，步骤C包括：

C1：计算待执行空间曲线动作的轨迹上任一点到空间坐标原点的距离R，所述任一点的坐标表示为(x_i，y_i，z_i)，空间坐标原点的坐标表示为(0，0，0)；

C2：确定机械臂待执行空间曲线动作轨迹的圆心，将所述任一点和所述圆心分别投影至所述水平和垂直的两平面中；所述圆心坐标表示为(x₀，y₀，z₀)；

C3：分别在所述两平面的坐标系下，计算投影到当前坐标系下的所述任一点的与所述圆心的距离，在水平面上，该距离表示为R_xoy，在垂直面上，该距离表示为R_yoz；

C4：分别比较R_xoy²与R²的大小以及R_yoz²与R²的大小，

当R_xoy²≥R²时，输出控制指令以使机械臂末端向X轴的负方向进给一步以进行调整；

当R_yoz²＜R²时，输出控制指令以使机械臂末端向Y轴的正方向进给一步以进行调整。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述距离R的计算式包括：R²＝x_i²+y_i²+z_i²。