[发明专利]一种并联机器人动态拾放轨迹规划方法及系统

说明书

本发明涉及一种并联机器人动态拾放轨迹规划方法及系统，首先以最短避障距离为几何约束求解PH曲线，然后将门字形拾放轨迹的直角过渡替换为PH曲线过渡，最后基于替换后的门字形拾放轨迹的对称性，并联机器人依据运动规律按照替换后的门字形拾放轨迹进行运动。本发明以最短避障距离作为求解PH曲线的几何约束，使得在尽可能减少冲击振荡的基本要求下实现避障功能，并且利用了门字形拾放轨迹的对称性只需要进行一半路径的计算，从而提高了避障轨迹规划的计算效率。

技术领域

本发明涉及机器人路径规划技术领域，特别是涉及一种并联机器人动态拾放轨迹规划方法及系统。

背景技术

当今时代越来越多的工作都是通过机器人来取代传统人工操作从而提升产业效率，尤其是在重复性工作占比高的场景如货物分拣、堆放码垛等，机器人效率优势更为明显。在各种机器人种类中，Delta并联机器人由其结构简单、容易求得解析正解等优点得以广泛应用。

在Delta机器人进行抓取、搬运操作时一般是根据门字型路径进行运动，而在实际工作场景中，Delta机器人在运动路径中往往存在障碍或者与其他物体存在碰撞的可能，而目前关于Delta并联机器人避障的轨迹规划方法往往强调几何问题，计算实时性较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种并联机器人动态拾放轨迹规划方法及系统，以提高避障轨迹规划的计算效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种并联机器人动态拾放轨迹规划方法，所述方法包括：

以最短避障距离为几何约束，对PH曲线进行求解，获得PH曲线多项式方程以及PH曲线与门字形拾放轨迹的第一交点和第二交点；

将第一交点和第二交点之间的PH曲线替换门字形拾放轨迹中第一交点和第二交点之间的直角过渡段；

以替换前的门字形拾放轨迹的中轴线为对称轴，将另一个直角过渡段替换为第一交点和第二交点之间的PH曲线的对称PH曲线，获得替换后的门字形拾放轨迹；

基于替换后的门字形拾放轨迹的对称性，并联机器人依据运动规律按照替换后的门字形拾放轨迹进行运动。

可选的，所述以最短避障距离为几何约束，对PH曲线进行求解，获得PH曲线多项式方程，具体包括：

构建PH曲线多项式方程的系数与PH曲线所要替换的门字形拾放轨迹中直角过渡段的直角边长的关系方程；

根据最短避障距离，利用公式d＝0.17064m，确定PH曲线所要替换的门字形拾放轨迹中直角过渡段的直角边长；其中，d为最短避障距离，m为PH曲线所要替换的门字形拾放轨迹中直角过渡段的直角边长；

将PH曲线所要替换的门字形拾放轨迹中直角过渡段的直角边长代入所述关系方程，获得PH曲线多项式方程的系数。

可选的，构建的PH曲线多项式方程的系数与PH曲线所要替换的门字形拾放轨迹中直角过渡段的直角边长的关系方程为

其中，u₀、u₂和v₂分别为PH曲线多项式方程的第一、第二、第三系数。

可选的，所述PH曲线多项式方程为

其中，x(γ)、y(γ)分别为PH曲线的横坐标、纵坐标，γ为PH曲线的参数。

可选的，所述基于替换后的门字形拾放轨迹的对称性，并联机器人依据运动规律按照替换后的门字形拾放轨迹进行运动，具体包括：

依据第一多项式运动规律按照并联机器人拾取操作点到第一交点之间的第一直线轨迹进行运动；