[发明专利]四轴机械臂的位置确定方法和装置

说明书

本发明提供一种四轴机械臂的位置确定方法和装置。四轴机械臂的位置确定方法包括：获取四轴机械臂上关节的关节值；根据所述关节值、所述四轴机械臂的正运动学模型和所述四轴机械臂上手抓的平面几何模型，获得所述手抓的平面几何模型的位置信息；根据所述手抓的平面几何模型、所述手抓的平面几何模型的位置信息、障碍物的平面几何模型和所述障碍物的平面几何模型的位置信息，获得所述手抓相对于所述障碍物的距离和方向；其中，所述方向指示了所述手抓远离所述障碍物的方向。本发明提供的四轴机械臂的位置确定方法，提升了手抓与障碍物之间位置关系的准确性和丰富性。

技术领域

本发明涉及自动化控制技术领域，尤其涉及一种四轴机械臂的位置确定方法和装置。

背景技术

选择顺应性装配机器手臂(Selective Compliance Assembly Robot Arm，SCARA)是一种圆柱坐标型的特殊类型的工业机器人。其中，四轴SCARA机器臂具有3个旋转关节，其轴线相互平行，可以在平面内进行定位和定向。四轴SCARA机器臂还具有一个移动关节，可以完成末端件(例如，手抓)垂直于平面的运动。

在一些情况下，我们需要获得机械臂与环境中的障碍物之间的位置关系，从而判断在一定位姿下的机械臂是否与障碍物产生碰撞，并进行机械臂的路径规划或者运动规划。目前，仅能够获得机械臂与障碍物之间的距离，并且该距离为正。也就是说，仅能够获得机械臂与障碍物没有发生碰撞时两者之间的距离。

但是，上述机械臂与障碍物之间的位置关系过于简单，降低了路径规划或者运动规划的效率。

发明内容

本发明提供一种四轴机械臂的位置确定方法和装置，提升了手抓与障碍物之间位置关系的准确性和丰富性。

第一方面，本发明提供一种四轴机械臂的位置确定方法，包括：

获取四轴机械臂上关节的关节值；

根据所述关节值、所述四轴机械臂的正运动学模型和所述四轴机械臂上手抓的平面几何模型，获得所述手抓的平面几何模型的位置信息；

根据所述手抓的平面几何模型、所述手抓的平面几何模型的位置信息、障碍物的平面几何模型和所述障碍物的平面几何模型的位置信息，获得所述手抓相对于所述障碍物的距离和方向；其中，所述方向指示了所述手抓远离所述障碍物的方向。

第二方面，本发明提供一种四轴机械臂的位置确定装置，包括：

获取模块，用于获取四轴机械臂上关节的关节值；

处理模块，用于根据所述关节值、所述四轴机械臂的正运动学模型和所述四轴机械臂上手抓的平面几何模型，获得所述手抓的平面几何模型的位置信息；

根据所述手抓的平面几何模型、所述手抓的平面几何模型的位置信息、障碍物的平面几何模型和所述障碍物的平面几何模型的位置信息，获得所述手抓相对于所述障碍物的距离和方向；其中，所述方向指示了所述手抓远离所述障碍物的方向。

第三方面，本发明提供一种四轴机械臂的位置确定设备，包括处理器、存储器和收发器，存储器用于存储指令，收发器用于和其他设备通信，处理器用于执行存储器中存储的指令，以使四轴机械臂的位置确定设备执行上述第一方面的方法。

第四方面，本申请实施例提供一种存储介质，包括：可读存储介质和计算机程序，所述计算机程序用于实现第一方面任一项所述的方法。

本发明提供一种四轴机械臂的位置确定方法和装置，将手抓和障碍物建模为平面几何模型。通过四轴机械臂上关节的关节值、四轴机械臂的正运动学模型、手抓的平面几何模型和障碍物的平面几何模型，可以获得手抓相对于障碍物的距离和方向。提升了手抓与障碍物之间位置关系的准确性和丰富性，为后续四轴机械臂的路径规划或者运动规划提供了准确的依据。

附图说明