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专利号: 2012103197440
申请人: 江南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 手动工具;轻便机动工具;手动器械的手柄;车间设备;机械手
更新日期:2023-10-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种视觉引导的机器人关节空间B样条轨迹规划方法,其特征是,所述机器人关节空间B样条轨迹规划方法包括如下步骤:第一步、在立体支架(130)内安装二自由度机器人(110),所述二自由度机器人(110)能在立体支架(130)内运动;在立体支架(130)的前端采用全局方式安装工业相机(100),立体支架(130)内设置传送带(120),传送带(120)的运动方向垂直于二自由度机器人(110)的运动平面;在工业相机(100)所在的位置建立相机坐标系,二自由度机器人(110)邻近传送带(120)的端部建立机器人末端工具坐标系;

第二步、传送带(120)在立体支架(130)内运动,通过工业相机(100)获取传送带(120)上的轨迹点;在工业相机(100)获取到传送带(120)上第一个轨迹点后,驱动二自由度机器人(110)运动到所述获取第一个轨迹点;在二自由度机器人(110)运到第一个轨迹点的时间内,同时工业相机(100)继续获取传送带(120)的轨迹点;根据工业相机(100)的采样频率、传送带(120)运动的线速度及相机坐标系与机器人末端工具坐标系之间的纵向距离,并对工业相机(100)获取的轨迹点进行逆运算,得到若干关节时间节点序列,以构造B样条曲线;

第三步、二自由度机器人(110)依照上述构造的B样条曲线运动,工业相机(100)继续获取传送带(120)上的轨迹点,并对所述轨迹点进行逆运算,得到增加的关节位置点;采用增加节点向量和控制顶点的方式来延长上述构造的B样条曲线,以使得B样条曲线经过增加的关节位置点;

第四步、根据上述得到的B样条曲线,采用德布尔递推算法计算B样条曲线上的位置点,所述位置点作为伺服位置闭环控制的位置输入,以驱动二自由度机器人(110)运动,直至二自由度机器人(110)运动终止。

2.根据权利要求1所述的视觉引导的机器人关节空间B样条轨迹规划方法,其特征是,所述第二步包括如下步骤:(2.1)、在确认工业相机(100)得到传送带(120)上的第一个轨迹点时,控制二自由度机器人(110)以点到点的方式运行到上述第一个轨迹点;在二自由度机器人(110)运动到第一个轨迹点的时间内,对工业相机(100)提取的传送带(120)的轨迹点进行逆运算,得到关节时间节点序列{pi,ti}i=0,1,…,n,其中pi为关节角度矢量,ti为时间节点矢量,n为关节时间节点序列的数量;

(2.2)、根据关节时间节点序列{pi,ti}i=0,1,…,n,利用CNd=p方程计算B样条曲线的控制顶点;其中,CN表示,d表示控制顶点向量,p表示关节位置点向量;

(2.3)、根据上述得到的关节时间节点序列{pi,ti}i=0,1,…,n及控制顶点向量d,构造B样条曲线,得到:其中,dj是控制顶点,Nj,k(u)为k次规范B样条基函数,k表示B样条次数,i表示B样条序号,ui表示节点向量为非递减序列;P(u)表示样条曲线,u表示样条节点值。

3.根据权利要求2所述的视觉引导的机器人关节空间B样条轨迹规划方法,其特征是,所述第三步中:增加的关节位置点为{pτ,tτ}(τ=n+1,n+2,…),其中n为关节时间节点序列的数量;根据增加的关节位置点计算得到增加的控制顶点,得到:其中,qτ表示增加关节位置点的关节角度向量。

4.根据权利要求1所述的视觉引导的机器人关节空间B样条轨迹规划方法,其特征是:

所述德布尔递推算法的递推公式为:

其中, 和 表示中间辅助变量。