[发明专利]一种机械臂空间动态避障感应手环及控制系统

权利要求书

1.一种机械臂空间动态避障控制系统，其特征在于，包括：

感应手环，该感应手环包括多面体手环本体、设置于所述多面体手环本体上测距传感器和设置于多面体手环本体内、用于与机械臂实现连接的法兰，所述测距传感器设有多个，分布于所述多面体手环本体的内侧壁上，所述测距传感器测量沿手环半径方向的距离参数，且各所述测距传感器的探测面互不重叠；

控制模块，用于根据所述感应手环上各测距传感器采集的距离数据，计算获得障碍物空间位姿数据；

数据处理模块，用于存储所述障碍物空间位姿数据，分析获得障碍物位置数据，显示所述障碍物位置数据并输出；

所述控制模块包括相连接的数据接收单元和障碍位姿求解器，该障碍位姿求解器计算获得障碍物空间位姿数据的具体过程为：

1)建立固定于机械臂基座上的基坐标系和以所述感应手环中心为坐标原点的手环坐标系；

2)获得所述基坐标系和手环坐标系之间的变换矩阵，该变换矩阵为复合旋转、平移、自旋转和自平移的变换矩阵；

3)获取感应手环上各测距传感器采集的距离数据，根据各所述测距传感器的距离数据获得障碍物的多个点数据，通过两点连线获得障碍物在手环坐标系中的空间位姿；

4)基于所述变换矩阵将所述障碍物在手环坐标系中的空间位姿转换为障碍物在基坐标系中的空间位姿；

所述数据处理模块包括：

数据存储单元，用于存储所述障碍物空间位姿数据；

数据分析计算单元，用于根据所述障碍物空间位姿数据，分析获得障碍物位置数据；

数据显示单元，用于根据所述障碍物位置数据进行图像仿真并显示；

所述根据各所述测距传感器的距离数据获得障碍物的多个点数据，通过两点连线获得障碍物在手环坐标系中的空间位姿具体为：

多个测距传感器中单点检查到的障碍物的公式为：

其中，n、o为手环坐标系中的轴，作为公式变量点，d_k为第k个测距传感器检测到的障碍物距离；

多个测距传感器中至少两点检测到障碍物的表达式为：

2.根据权利要求1所述的机械臂空间动态避障控制系统，其特征在于，所述多面体手环本体的内侧壁设置用于安装所述测距传感器的卡槽。

3.根据权利要求1所述的机械臂空间动态避障控制系统，其特征在于，所述测距传感器包括超声波测距传感器。