[发明专利]一种拼装机机械臂控制方法、装置及设备有效

专利信息
申请号: 201910119745.2 申请日: 2019-02-18
公开(公告)号: CN109822571B 公开(公告)日: 2020-12-08
发明(设计)人: 刘飞香;蔡杰;汤云骏;陈新兵;陈海燕;张圣 申请(专利权)人: 中国铁建重工集团股份有限公司
主分类号: B25J9/16 分类号: B25J9/16;G06F17/00
代理公司: 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 代理人: 罗满
地址: 410100 湖南省长*** 国省代码: 湖南;43
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摘要:
搜索关键词: 一种 装机 机械 控制 方法 装置 设备
【权利要求书】:

1.一种拼装机机械臂控制方法,其特征在于,包括:

当接收到控制指令时,将获取的拼装机机械臂中各关节的初始关节角作为迭代关节角发送至预设模型;

通过所述预设模型对各所述迭代关节角进行处理,获得当前位姿;

调取目标位姿,根据所述当前位姿和所述目标位姿计算获得微分运动矢量,并根据所述微分运动矢量计算各所述关节的微分变量;

判断各所述微分变量是否满足预设迭代精度;

若所述微分变量不满足所述预设迭代精度,判断所述微分运动矢量是否低于上一微分运动矢量;

若低于所述上一微分运动矢量,则将各所述微分变量叠加至对应的迭代关节角,获得各更新后迭代关节角;

若不低于所述上一微分运动矢量,则将目标关节的迭代关节角替换为预设迭代关节角,将其他各关节的迭代关节角替换为所述初始关节角,获得各更新后迭代关节角;其中,所述目标关节为旋转角度超出迭代收敛极限角度的关节,所述预设迭代关节角通过按预设数目均分所述目标关节的最大旋转角度获得;

将所述更新后迭代关节角作为迭代关节角,并返回所述通过所述预设模型对各所述迭代关节角进行处理,获得当前位姿的步骤进行迭代处理,直至各所述微分变量满足所述预设迭代精度,获得各目标关节角;

根据各所述目标关节角控制对应关节运动。

2.如权利要求1所述的拼装机机械臂控制方法,其特征在于,所述预设模型通过D-H参数法对所述拼装机机械臂进行正运动学建模获得。

3.如权利要求1所述的拼装机机械臂控制方法,其特征在于,所述根据所述微分运动矢量计算各所述关节的微分变量,包括:

根据所述预设模型中各所述关节的连杆变换矩阵和各所述初始关节角构建雅可比矩阵;

通过预设分解算法计算所述雅可比矩阵的伪逆矩阵;

结合所述微分运动矢量,根据所述伪逆矩阵计算获得所述微分变量。

4.如权利要求3所述的拼装机机械臂控制方法,其特征在于,所述预设分解算法为奇异值分解算法。

5.如权利要求1至4任意一项所述的拼装机机械臂控制方法,其特征在于,所述预设迭代关节角包括θ0+90°,θ0-90°,θ0+180°;其中,θ0为所述目标关节的初始关节角。

6.一种拼装机机械臂控制装置,其特征在于,包括:

初始值发送模块,用于当接收到控制指令时,将获取的拼装机机械臂中各关节的初始关节角作为迭代关节角发送至预设模型;

当前位姿计算模块,用于通过所述预设模型对各所述迭代关节角进行处理,获得当前位姿;

微分变量计算模块,用于调取目标位姿,根据所述当前位姿和所述目标位姿计算获得微分运动矢量,并根据所述微分运动矢量计算各所述关节的微分变量;

微分变量判断模块,用于判断各所述微分变量是否满足预设迭代精度;

收敛判断模块,用于若所述微分变量不满足所述预设迭代精度,判断所述微分运动矢量是否低于上一微分运动矢量;

第一初始值更新模块,用于若所述微分运动矢量低于上一微分运动矢量,则将各所述微分变量叠加至对应的迭代关节角,获得各更新后迭代关节角;

第二初始值更新模块,用于若所述微分运动矢量不低于上一微分运动矢量,则将目标关节的迭代关节角替换为预设迭代关节角,将其他各关节的迭代关节角替换为所述初始关节角,获得各更新后迭代关节角;其中,所述目标关节为旋转角度超出迭代收敛极限角度的关节,所述预设迭代关节角通过按预设数目均分所述目标关节的最大旋转角度获得;

迭代模块,用于将所述更新后迭代关节角作为迭代关节角,返回所述当前位姿计算模块进行迭代处理,直至各所述微分变量满足所述预设迭代精度,获得各目标关节角;

控制模块,用于根据各所述目标关节角控制对应关节运动。

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