[发明专利]工程车辆、机械臂与柔性管路的干涉检测方法及系统

说明书

本发明公开了一种工程车辆、机械臂与柔性管路的干涉检测方法及系统，机械臂与柔性管路的干涉检测方法包括：获取柔性管路在三维空间下的离散悬链线模型；获取机械臂的包围盒模型；判断所述包围盒模型与所述离散悬链线模型是否相交。上述机械臂与柔性管路的干涉检测方法简便快捷，且节约开发成本，可以对机械臂和柔性管路进行干涉检测，从而减少施工事故的发生，提高施工作业的效率。

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种工程车辆、机械臂与柔性管路的干涉检测方法和干涉检测系统。

背景技术

目前，重载工程装备的机械臂多数采用液压驱动的方式，液压驱动驱动力大、调速简单且平稳，但液压驱动需要设计液压管路系统，在实际施工作业中，机械臂下悬液压管路极易与机械臂发生干涉，影响施工安全与施工效率。在工业机器人机械臂干涉检测的现有技术中，一般需加装力矩传感器或视觉系统等外部装置，以便于实现机械臂与机械臂下悬液压管路的干涉检测，然而，传感器等硬件设备的成本较高，且依据扭矩的干涉检测方法不适用于液压重载机械臂。

因此，如何避免由于依据扭矩的干涉检测方法无法实现液压重载机械臂与其下悬液压管路的干涉检测，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种工程车辆、机械臂与柔性管路的干涉检测方法和干涉检测系统，可以对机械臂和柔性管路进行干涉检测，从而减少施工事故的发生，提高施工作业的效率。

为实现上述目的，本发明提供一种机械臂与柔性管路的干涉检测方法，包括：

获取柔性管路在三维空间下的离散悬链线模型；

获取机械臂的包围盒模型；

判断所述包围盒模型与所述离散悬链线模型是否相交。

可选地，所述获取柔性管路在三维空间下的离散悬链线模型的步骤包括：

获取包括机械臂与柔性管路的工程装备的俯仰角度pitch、横滚角度roll，并获取在台车坐标系下柔性管路的两个悬挂点坐标p₁、p₂及长度l；

将柔性管路投影至重力竖直向上方向向量所在平面，并根据计算重力竖直向上方向向量根据计算重力水平方向向量

在平面内基于二维悬挂点p′₁(x，y)与p′₂(x，y)计算悬链线平面方程的参数a，其中，a为悬链线顶点到横坐标轴的距离，并将悬链线离散成平面内的点，分别根据和计算得到第i个二维离散点的横坐标x_i和纵坐标y_i，其中，i取1-n，x₀、y₀为离散点的初始坐标，为悬链线每段线段的长度；

根据计算得到三维离散点坐标p_i，其中，i取1-n；

根据所述三维离散点坐标p_i创建所述离散悬链线模型。

可选地，所述获取机械臂的包围盒模型的步骤，包括：

创建机械臂正运动学模型；

根据所述机械臂正运动学模型计算各个包围盒的变换矩阵；

基于所述机械臂正运动学模型的关节坐标原点测算包围盒的几何中心坐标和长宽高参数；

根据所述变换矩阵、所述几何中心坐标和所述长宽高参数创建不同机械臂几何构型的所述包围盒模型。

可选地，所述判断所述包围盒模型与所述离散悬链线模型是否相交的步骤包括：

设定某一分离轴；

将所述离散悬链线模型中的任一线段投影于所述分离轴上并获得投影区间；