[发明专利]一种机械臂的臂角区间的逆解方法、装置及终端设备

说明书

本申请适用于机器人技术领域，提供了一种机械臂的臂角区间的逆解方法、装置及终端设备，方法包括：获取机械臂中目标关节的关节角计算模型和微分关系模型；基于所述微分关系模型，获得所述微分关系模型的关节角在极值时对应的极值臂角值，其中，所述极值臂角值包括微分关系模型在最大值时对应的臂角值和在最小值时对应的臂角值；基于所述极值臂角值和所述关节角计算模型，获得所述目标关节对应的关节臂角区间；基于所述机械臂中各个所述目标关节对应的关节臂角区间，获得所述机械臂对应的目标臂角区间；本申请相较于现有技术中求解机械臂的臂角区间的方法可以得到更准确的臂角区间。

技术领域

本申请属于机器人技术领域，尤其涉及一种机械臂的臂角区间的逆解方法、装置及终端设备。

背景技术

机械臂是指高精度，多输入多输出、高度非线性、强耦合的复杂系统。因其独特的操作灵活性，已在工业装配，安全防爆等领域得到广泛应用。为了提高机械臂的人机协作的性能，提高机械臂完成复杂任务的能力，增加冗余的七自由度机械臂逐渐成为机器人行业研究的重点。

目前，机械臂的逆解方法主要包括数值解和解析解。数值解是利用雅可比进行迭代计算得到需要的数据，数值解的运算过程容易受误差和奇异的困扰，造成逆解的机械臂的臂角区间不准确。解析解只适用于六自由度以下的机械臂的逆解，对于有冗余的七自由度机械臂的逆解解析难度较高。

发明内容

本申请实施例提供了一种机械臂的臂角区间的逆解方法、装置及终端设备，可以解决目前的逆解方法得到的七自由度机械臂的臂角区间的精度差的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种机械臂的臂角区间的逆解方法，包括：

获取机械臂中目标关节的关节角计算模型和微分关系模型，其中，所述目标关节为所述机械臂中除肘关节之外的任一关节，所述关节角计算模型表征所述目标关节的关节角与臂角之间的第一关系，所述微分关系模型表征所述目标关节的关节角与臂角之间的第二关系，所述目标关节的臂角为所述机械臂中各个关节所构成的平面与参考平面之间的夹角；

基于所述微分关系模型，获得所述微分关系模型的关节角在极值时对应的极值臂角值，其中，所述极值臂角值包括微分关系模型在最大值时对应的臂角值和在最小值时对应的臂角值；

基于所述极值臂角值和所述关节角计算模型，获得所述目标关节对应的关节臂角区间；

基于所述机械臂中各个所述目标关节对应的关节臂角区间，获得所述机械臂对应的目标臂角区间。

第二方面，本申请实施例提供了一种机械臂的臂角区间的逆解装置，包括：

模型获取模块，用于获取机械臂中目标关节的关节角计算模型和微分关系模型，其中，所述目标关节为所述机械臂中除肘关节之外的任一关节，所述关节角计算模型表征所述目标关节的关节角与臂角之间的第一关系，所述微分关系模型表征所述目标关节的关节角与臂角之间的第二关系，所述目标关节的臂角为所述机械臂中各个关节所构成的平面与参考平面之间的夹角；

第一计算模块，用于基于所述微分关系模型，获得所述微分关系模型的关节角在极值时对应的极值臂角值，其中，所述极值臂角值包括微分关系模型在最大值时对应的臂角值和在最小值时对应的臂角值；

第二计算模块，用于基于所述极值臂角值和所述关节角计算模型，获得所述目标关节对应的关节臂角区间；

臂角区间确定模块，用于基于所述机械臂中各个所述目标关节对应的关节臂角区间，获得所述机械臂对应的目标臂角区间。

第三方面，本申请实施例提供了一种终端设备，包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面中任一项所述的机械臂的臂角区间的逆解方法。