專利名稱：一種多軸伺服機(jī)械手空間圓弧規(guī)劃控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多軸伺服機(jī)械手控制技術(shù)，尤其是一種多軸伺服機(jī)械手空間圓弧規(guī)劃控制方法。
背景技術(shù)：
近些年來，國內(nèi)很多地區(qū)都出現(xiàn)用功短缺和勞動(dòng)力成本上升的問題，為了緩減類似問題的進(jìn)一步惡化，工業(yè)機(jī)械手必將擔(dān)任起重要角色，對(duì)它的研究和應(yīng)用也將成為今后的趨勢(shì)，其中多軸機(jī)械手更是具備了高靈活度和高效的特點(diǎn)，能靈活完成多道工序，它的應(yīng)用不僅能節(jié)省大量的人力勞動(dòng)，同時(shí)也能提高生產(chǎn)效率，進(jìn)而提升企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，使企業(yè)立足于不敗之地。為了提高機(jī)械手的工作效率，對(duì)機(jī)械手動(dòng)作路徑進(jìn)行合理規(guī)劃就成為控制系統(tǒng)研 究中非常重要的一部分。機(jī)械手的動(dòng)作軌跡是衡量機(jī)械手性能的一個(gè)重要指標(biāo)，它直接影響到機(jī)械手動(dòng)作過程中的時(shí)間最優(yōu)和能量最優(yōu)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有多軸伺服機(jī)械手動(dòng)作路徑規(guī)劃方法的工作效率較低、控制精度較差的不足，本發(fā)明提供一種提高工作效率、控制精度高的多軸伺服機(jī)械手空間圓弧規(guī)劃控制方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種多軸伺服機(jī)械手空間圓弧規(guī)劃控制方法，所述控制方法包括以下步驟I)、特征點(diǎn)的提取，具體過程如下I. I)對(duì)空間阻隔物進(jìn)行抽象，空間阻隔物設(shè)定為一個(gè)長方體區(qū)域；I. 2)求出經(jīng)過起始點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)，且垂直于XOY平面的平面表達(dá)式F (X，y, z)=0 ；I. 3)求平面F(x, y, z)=0與長方體區(qū)域上棱的交點(diǎn)Q1和Q2 ；1.4)對(duì)所得交點(diǎn)Q1和Q2進(jìn)行篩選確定最終所需的特征點(diǎn)Q ；2)空間三點(diǎn)圓弧測(cè)量，具體過程如下2. I)給出已知的空間三點(diǎn)的坐標(biāo)表示，即 Ps(Xs, Ys, Zs), Pm(Xm, Ym, Zm), Pe(Xe, Ye, Z
e)；2. 2)提煉出規(guī)劃控制問題涉及到的隱含條件作為求解的約束條件，即給定三點(diǎn)Ps, Pffl, Pe與圓心Otj共面，且它們到圓心O0的距離都等于R。用空間向量的形式描述約束條件如式(2)和(3)所示\()0I^ = \()0!l\ = \()0I^ = R(2)O= Z(PJ^xPmPe)(3)2. 3)設(shè)X，Y，Z軸的單位向量分別為i，j, k，向量@，/ 和如表達(dá)式(4)所示
權(quán)利要求
1. 一種多軸伺服機(jī)械手空間圓弧規(guī)劃控制方法，其特征在于所述控制方法包括以下步驟 . 1)、特征點(diǎn)的提取，具體過程如下 .1.1)對(duì)空間阻隔物進(jìn)行抽象，空間阻隔物設(shè)定為一個(gè)長方體區(qū)域； . 1. 2)求出經(jīng)過起始點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)，且垂直于XOY平面的平面表達(dá)式F(X，y, z)=0 ； .1. 3)求平面F(x, y, z)=0與長方體區(qū)域上棱的交點(diǎn)Q1和Q2 ； . 1.4)對(duì)所得交點(diǎn)Q1和Q2進(jìn)行篩選確定最終所需的特征點(diǎn)Q ； .2)空間三點(diǎn)圓弧測(cè)量，具體過程如下.2.1)給出已知的空間三點(diǎn)的坐標(biāo)表示，即Ps (Xs, Ys, Zs)，Pm(Xm, Ym, Zm)，Pe (Xe, Ye, Ze)； . 2.2)提煉出規(guī)劃控制問題涉及到的隱含條件作為求解的約束條件，即給定三點(diǎn)Ps，Pffl,Pe與圓心Otj共面，且它們到圓心O0的距離都等于R，用空間向量的形式描述約束條件如式(2)和(3)所示
全文摘要
一種多軸伺服機(jī)械手空間圓弧規(guī)劃控制方法，包括以下步驟1)特征點(diǎn)的提取，1.1)對(duì)空間阻隔物進(jìn)行抽象，空間阻隔物設(shè)定為一個(gè)長方體區(qū)域；1.2)求出經(jīng)過起始點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)，且垂直于XOY平面的平面表達(dá)式F(x,y,z)＝0；1.3)求平面F(x,y,z)＝0與長方體區(qū)域上棱的交點(diǎn)Q1和Q2；1.4)對(duì)所得交點(diǎn)Q1和Q2進(jìn)行篩選確定最終所需的特征點(diǎn)Q；2)空間三點(diǎn)圓弧計(jì)算過程如下2.1)給出已知的空間三點(diǎn)的坐標(biāo)表示；2.2)分析問題，提煉出問題涉及到的隱含條件作為求解的約束條件；2.3)將已知條件代入求解約束條件進(jìn)行整理、合并項(xiàng)并且轉(zhuǎn)換為固定形式；2.4)求解所確定圓弧的圓心坐標(biāo)值，進(jìn)一步求出目標(biāo)圓弧路徑的半徑。本發(fā)明提高工作效率、控制精度高。
文檔編號(hào)B25J9/16GK102785244SQ20121025211
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月20日
發(fā)明者俞立, 李林鑫, 王宇, 董輝 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)