[发明专利]机械臂最优工作空间的确定方法及装置

说明书

本公开是关于机械臂最优工作空间的确定方法及装置。该方法包括：根据目标机械臂的特征参数表建立目标机械臂的运动学方程，并获取目标机械臂的雅克比矩阵；根据特征参数表获取多个待确定参数组；根据运动学方程、雅克比矩阵和多个待确定参数组，分别获取每个待确定参数组对应的末端笛卡尔空间和末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数；根据端笛卡尔空间和末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数确定目标机械臂的最优工作空间。该技术方案可以确定目标机械臂的最优工作空间，通过该目标机械臂的最优工作空间可以指导该目标机械臂的安装和设置，使得该目标机械臂始终在该最优工作空间内工作，提高了机械臂工作时的灵活性，用户体验较佳。

技术领域

本公开涉及终端控制技术领域，尤其涉及一种机械臂最优工作空间的确定方法及装置。

背景技术

随着自动化控制的普及，生产生活中有越来越多的重复动作采用机械臂完成。

相关技术中，机械臂在运行过程中存在最大活动范围，然而机械臂在该范围的不同区域活动时有自由度的限制，并不是在整个范围内均能自如活动，并发挥最大的作用。所以，为了提高机械臂的工作效果，确定机械臂的最优工作空间成为急需解决的问题。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开实施例提供一种机械臂最优工作空间的确定方法及装置。所述技术方案如下：

根据本公开实施例的第一方面，提供一种机械臂最优工作空间的确定方法，包括：

根据目标机械臂的特征参数表建立所述目标机械臂的运动学方程，并获取所述目标机械臂的雅克比矩阵，所述特征参数表包括所述目标机械臂的连杆数量，每条连杆的连杆长度、连杆扭曲，连杆偏置，以及任意两个相邻连杆之间的关节角度范围；

根据所述特征参数表获取多个待确定参数组，每个所述待确定参数组包括所述目标机械臂的连杆数量，每条连杆的连杆长度、连杆扭曲，连杆偏置，以及任意两个相邻连杆之间的关节角度，每个待确定参数组包括的任意两个相邻连杆之间的关节角度均位于所述特征参数表包括的对应的关节角度范围内；

根据所述运动学方程、所述雅克比矩阵和所述多个待确定参数组，分别获取每个待确定参数组对应的所述目标机械臂的末端笛卡尔空间和所述末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数；

根据所述每个待确定参数组对应的所述末端笛卡尔空间和所述末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数确定所述目标机械臂的最优工作空间。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：分别获取到多个待确定参数组对应的末端笛卡尔空间和该末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数之后，即可确定目标机械臂的最优工作空间，通过该目标机械臂的最优工作空间可以指导该目标机械臂的安装和设置，使得该目标机械臂始终在该最优工作空间内工作，提高了机械臂工作时的灵活性，用户体验较佳。

在一个实施例中，所述根据所述每个待确定参数组对应的所述末端笛卡尔空间和所述末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数确定所述目标机械臂的最优工作空间包括：

将所述每个待确定参数组对应的末端笛卡尔空间中雅克比矩阵条件数最小的末端笛卡尔空间确定为所述目标机械臂的最优工作空间。

在一个实施例中，所述根据所述特征参数表获取多个待确定参数组包括：

通过蒙特卡洛法分别在所述特征参数表包括的任意两个相邻连杆之间的关节角度范围内获取所述多个待确定参数组包括的任意两个相邻连杆之间的关节角度。

在一个实施例中，所述方法还包括：

获取所述多个待确定参数组中每个待确定参数组对应的所述目标机械臂的末端笛卡尔空间的仿真图。

在一个实施例中，所述方法还包括：

根据所述目标机械臂的最优工作空间安装和设置所述目标机械臂。