[发明专利]一种全向移动机器人及其控制方法

说明书

本发明公开了一种全向移动机器人及其控制方法，六轴机械臂包括第一关节轴、第二关节轴、第三关节轴、第四关节轴、第五关节轴和第六关节轴，第一关节轴连接在全向移动平台上，第一关节轴的输出端连接第二关节轴，第二关节轴的输出端连接第三关节轴，第三关节轴的输出端连接第四关节轴，第四关节轴的输出端连接第五关节轴，第五关节轴的输出端连接第六关节轴，相邻关节轴的旋转轴互相垂直；全向移动平台的自转旋转轴、第一关节轴的旋转轴和第二关节轴的旋转轴的轴线交于同一点构成球形腕结构，第四关节轴的旋转轴、第五关节轴的旋转轴和第六关节轴的旋转轴的轴线交于同一点构成球形腕结构。本发明能够消除当前全向移动机器人存在的无效自由度。

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体涉及一种全向移动机器人及其控制方法。

背景技术

伴随自动化技术发展，机械臂可完成多种工作，被广泛应用于不同场合，传统机械臂安装于静止平台或固定导轨，只能运行在特定区域，对于户外工作、室内清扫等工作范围大，运动路线复杂的工作难以胜任。目前通过将机械臂安装于移动平台，使机械臂获得更大的工作空间和更灵活的运动规划，其中全向移动底盘因其可实现任意方向移动，绕任意点转动等特点被广泛采用。

现有的全向移动机器人，其机械臂与全向移动平台均为单独设计开发，通过系统集成组成整体。其机械臂部分，采用现有的协作机械臂或工业机械臂，为保证位姿灵活性，主要为六轴或七轴机械臂。现有机械臂产品构型第一关节轴主流为垂直于基座，即垂直于全向移动平台的运动平面，而全向移动平台自转的旋转轴为垂直于运动平面的任意轴，当两部分的旋转运动互相重合时，会产生一个无效的自由度，导致多余的能耗与成本。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种全向移动机器人及其控制方法，其目的在于消除当前全向移动机器人存在无效自由度的问题，不损失灵活度，同时降低成本与功耗。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种全向移动机器人，包括六轴机械臂和全向移动平台，所述六轴机械臂包括第一关节轴、第二关节轴、第三关节轴、第四关节轴、第五关节轴和第六关节轴，所述第一关节轴连接在所述全向移动平台上，所述第一关节轴的输出端连接所述第二关节轴，所述第二关节轴的输出端连接所述第三关节轴，所述第三关节轴的输出端连接所述第四关节轴，所述第四关节轴的输出端连接所述第五关节轴，所述第五关节轴的输出端连接所述第六关节轴；所述第一关节轴的旋转轴分别与所述全向移动平台的自转旋转轴和所述第二关节轴的旋转轴垂直，所述第三关节轴的旋转轴分别与所述第二关节轴的旋转轴和所述第四关节轴的旋转轴垂直，所述第五关节轴的旋转轴分别与所述第四关节轴的旋转轴和所述第六关节轴的旋转轴垂直；所述全向移动平台的自转旋转轴、所述第一关节轴的旋转轴和所述第二关节轴的旋转轴的轴线交于同一点构成球形腕结构，所述第四关节轴的旋转轴、所述第五关节轴的旋转轴和所述第六关节轴的旋转轴的轴线交于同一点构成球形腕结构。

进一步地，所述第一关节轴的输出端与所述第二关节轴之间、所述第二关节轴的输出端与所述第三关节轴之间、所述第三关节轴的输出端与所述第四关节轴之间、所述第四关节轴的输出端与所述第五关节轴之间以及所述第五关节轴的输出端与所述第六关节轴之间均通过连杆连接。

进一步地，还包括机械臂连接座，所述机械臂连接座固定在所述全向移动平台上，所述第一关节轴连接在所述机械臂连接座上。

进一步地，所述全向移动平台采用麦克纳姆轮作为驱动形式。

进一步地，所述全向移动平台采用全向轮作为驱动形式。

进一步地，所述全向移动平台采用舵轮作为驱动形式。

进一步地，所述第六关节轴的输出端用于连接执行机构。

一种全向移动机器人的控制方法，包括：