，也在以在運(yùn)動(dòng)軌跡20a上設(shè)置兩個(gè)或三個(gè)中間位置點(diǎn)C。在其它實(shí)施例中，末端執(zhí)行器11的運(yùn)動(dòng)軌跡20a呈朝向旋轉(zhuǎn)臂13的旋轉(zhuǎn)中心ο方向彎曲的弧形。將末端執(zhí)行器11的運(yùn)動(dòng)軌跡20a設(shè)置呈弧形，并且使該弧形朝向旋轉(zhuǎn)臂13的旋轉(zhuǎn)中心ο的方向彎曲。
[0033]進(jìn)一步地，旋轉(zhuǎn)臂13的運(yùn)動(dòng)時(shí)間與伸縮臂12的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等。將旋轉(zhuǎn)臂13的運(yùn)動(dòng)時(shí)間與伸縮臂12的運(yùn)動(dòng)時(shí)間設(shè)置為相等，可以方便控制旋轉(zhuǎn)臂13和伸縮臂12，使旋轉(zhuǎn)臂13指向目標(biāo)點(diǎn)b的同時(shí)，伸縮臂12使末端執(zhí)行器11到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)b，提高末端執(zhí)行器11移動(dòng)的效率。請(qǐng)一并參閱圖4，圖4中橫坐標(biāo)為加速度，縱坐標(biāo)為受力大??；圖4中線Ia為旋轉(zhuǎn)臂13先旋轉(zhuǎn)，到達(dá)指向目標(biāo)點(diǎn)b的位置時(shí)，伸縮臂12再伸縮時(shí)，末端執(zhí)行器11及工件的離心力;線2a為伸縮臂12先收縮，然后旋轉(zhuǎn)臂13再旋轉(zhuǎn)到目標(biāo)點(diǎn)b時(shí)，末端執(zhí)行器11及工件的離心力；線3a為旋轉(zhuǎn)臂13旋轉(zhuǎn)與伸縮臂12伸縮同步運(yùn)動(dòng)時(shí)，末端執(zhí)行器11及工件的離心力。在末端執(zhí)行器11先旋轉(zhuǎn)后伸縮(即線Ia對(duì)應(yīng)的方式)中，工件在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)半徑最大。在末端執(zhí)行器11先伸縮后放置(即線2a對(duì)應(yīng)的方式)中，由于在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)之前進(jìn)行前后軸的伸縮，旋轉(zhuǎn)半徑相對(duì)減小。方式3中工件在整個(gè)轉(zhuǎn)移過(guò)程中，旋轉(zhuǎn)的圓周半徑為變值，且與擺臂軸的旋轉(zhuǎn)速度相關(guān)聯(lián):在擺臂軸的旋轉(zhuǎn)速度增大時(shí)，伸縮臂12收縮，機(jī)械手末端執(zhí)行器11工件的旋轉(zhuǎn)半徑減小；當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度減小時(shí)伸縮臂12做伸長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)，相應(yīng)的機(jī)械手末端執(zhí)行器11工件旋轉(zhuǎn)半徑會(huì)增大。在三種不同的運(yùn)動(dòng)形式中，末端執(zhí)行器11工件的離心力各不相同。根據(jù)離心力計(jì)算公式。因而在旋轉(zhuǎn)臂13旋轉(zhuǎn)與伸縮臂12伸縮同步運(yùn)動(dòng)，末端執(zhí)行器11及工件受到的離心力較小，可以更好的控制，提高定位精度、減小振動(dòng)與噪聲。
[0034]進(jìn)一步地，伸縮臂12的伸長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí)間與收縮運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等。將伸縮臂12的伸長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí)間與收縮運(yùn)動(dòng)時(shí)間設(shè)置為相等，可以方便控制伸縮臂12的運(yùn)動(dòng)。
[0035]進(jìn)一步地，旋轉(zhuǎn)臂13與伸縮臂12運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的最大加速度及最大速度固定，伸縮臂12在伸長(zhǎng)和收縮兩個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度采用單純形法求解后分配。使用單純形法求解分配，可以最好的確定伸縮臂12在伸長(zhǎng)和收縮兩個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度、時(shí)間，以更好的控制伸縮臂12和旋轉(zhuǎn)臂13的運(yùn)動(dòng)。同理，也可以求出旋轉(zhuǎn)臂13的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，使伸縮臂12與旋轉(zhuǎn)臂13的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最小，以便提尚末端執(zhí)彳丁器11移動(dòng)工件的效率。
[0036]具體的單純形法求解方法如下:
[0037]請(qǐng)參閱圖1、圖3和圖5，圖3中:圖示中e、f、j、h分別表示末端執(zhí)行器在工件轉(zhuǎn)移過(guò)程中的起點(diǎn)、中間兩點(diǎn)、結(jié)束點(diǎn)。末端執(zhí)行器從e-f-j-h的過(guò)程中，旋轉(zhuǎn)臂和伸縮臂聯(lián)動(dòng)，6、rf、r j、rh分別表示末端途徑對(duì)應(yīng)點(diǎn)時(shí)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)半徑。在旋轉(zhuǎn)臂完成αι角度旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，伸縮臂做收縮運(yùn)動(dòng)至f點(diǎn);f點(diǎn)對(duì)應(yīng)的是末端旋轉(zhuǎn)半徑最小點(diǎn)；在α2所對(duì)應(yīng)分旋轉(zhuǎn)區(qū)間內(nèi)，伸縮運(yùn)動(dòng)軸為停止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)末端做等半徑的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)至j點(diǎn)，因此:Tf = rj ；在α3所對(duì)應(yīng)分旋轉(zhuǎn)區(qū)間內(nèi)，伸縮臂做伸長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)至h點(diǎn)，在該區(qū)間內(nèi)，末端的旋轉(zhuǎn)半徑不斷的增大至η。設(shè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的順時(shí)針?lè)较蚝蜕炜s運(yùn)動(dòng)的收縮方向?yàn)檎?br>[0038]圖5中橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)為速度，圖5中線Ik為旋轉(zhuǎn)臂13的運(yùn)動(dòng)速度，線2k為伸縮臂12的運(yùn)動(dòng)速度。在整個(gè)聯(lián)動(dòng)過(guò)程為:旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程:從to開(kāi)始以加速度a2加速運(yùn)動(dòng)至旋轉(zhuǎn)速度達(dá)V2，對(duì)應(yīng)時(shí)間點(diǎn)為t2，接著旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為勻速旋轉(zhuǎn)至t7時(shí)間點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為勻減速至t9，其加絕對(duì)值和加速度階段相等。在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，伸縮運(yùn)動(dòng)同時(shí)進(jìn)行。伸縮運(yùn)動(dòng)過(guò)程:從to開(kāi)始以加速度ai加速運(yùn)動(dòng)至V1，對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)為t1;接著伸縮運(yùn)動(dòng)為勻速至t3時(shí)刻，接著開(kāi)始做減速運(yùn)動(dòng)至?xí)r間帶點(diǎn)t4，減速度絕對(duì)值與加速度相等;在t4時(shí)刻時(shí)，末端處于距離旋轉(zhuǎn)中心最近點(diǎn)，此時(shí)旋轉(zhuǎn)半徑最小，末端的離心力最小。接著伸縮運(yùn)動(dòng)停止至t5時(shí)刻開(kāi)始做反方向的加速運(yùn)動(dòng)至t6時(shí)刻，接著在t6?t7時(shí)間段內(nèi)做勻速運(yùn)動(dòng)，t8?t9時(shí)間段內(nèi)做減速運(yùn)動(dòng)。其中to時(shí)刻對(duì)用圖3中的e點(diǎn)、t4時(shí)刻對(duì)應(yīng)f點(diǎn)、t5對(duì)應(yīng)j點(diǎn)，t9對(duì)應(yīng)h點(diǎn)。由于在伸縮臂與旋轉(zhuǎn)臂確定后，伸縮臂的最大速度和最大加速度也可以確定，同樣的，旋轉(zhuǎn)臂的最大速度和最大加速度也可以確定，而在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中起點(diǎn)、中間兩點(diǎn)、結(jié)束點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)半徑可以直接確定，在根據(jù)末端執(zhí)行器處可以承受的運(yùn)動(dòng)慣量，從而可以確定出旋轉(zhuǎn)臂運(yùn)行的速度范圍和加速度范圍，以及伸縮臂的速度范圍和加速度范圍，從而選取合理的速度與加速度，以保證移動(dòng)工件運(yùn)行時(shí)間最短。
[0039]請(qǐng)一并參閱圖7，本發(fā)明實(shí)施例還公開(kāi)了上述旋轉(zhuǎn)與伸縮聯(lián)動(dòng)機(jī)械手100的控制方法，包括如下步驟:
[0040]分析生產(chǎn)工藝S1:獲取移動(dòng)工件的位置與質(zhì)量和移動(dòng)空間，以確定所述取物點(diǎn)a和所述目標(biāo)點(diǎn)b的位置；
[0041]設(shè)置所述中間位置點(diǎn)c的數(shù)量及分布形式S2;
[0042]設(shè)置各所述中間位置點(diǎn)c的位置S3;
[0043]設(shè)置所述取物點(diǎn)a、所述目標(biāo)點(diǎn)b及各所述中間位置點(diǎn)c之間的軌跡形式S3;
[0044]軌跡規(guī)劃S4:根據(jù)所述取物點(diǎn)a、所述目標(biāo)點(diǎn)b及各所述中間位置點(diǎn)c的位置及所述軌跡形式規(guī)劃出所述末端執(zhí)行器11的運(yùn)動(dòng)軌跡20a。
[0045]控制方法可以快速、靈活的規(guī)劃末端執(zhí)行器11的運(yùn)動(dòng)軌跡20a，提高規(guī)劃效率，以實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器11運(yùn)動(dòng)的控制，控制也更為方便。該控制方法可以靈活的規(guī)劃末端執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)軌跡，以實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器運(yùn)動(dòng)的控制，使末端的運(yùn)行軌跡隨不同的應(yīng)用要求進(jìn)行變換。
[0046]本實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)與伸縮聯(lián)動(dòng)機(jī)械手100可以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)臂13與伸縮臂12的聯(lián)動(dòng)控制，使末端執(zhí)行器11軌跡運(yùn)動(dòng)更豐富，不僅減小機(jī)械手的應(yīng)用場(chǎng)合中的空間要求，還可實(shí)現(xiàn)更加復(fù)雜的軌跡運(yùn)動(dòng)，適應(yīng)不同的生產(chǎn)工藝要求。
[0047]另外可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械手末端執(zhí)行器11工件做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行伸縮運(yùn)動(dòng)，使工件的旋轉(zhuǎn)半徑隨著旋轉(zhuǎn)速度的增加而減小，同時(shí)在旋轉(zhuǎn)速度增大時(shí)，旋轉(zhuǎn)半徑減小。有效的減小工件在被高速轉(zhuǎn)移過(guò)程中所受的離心力。
[0048]在減小工件離心力的同時(shí)，機(jī)械手的負(fù)載已一定程度減小，尤其的在高速運(yùn)行的場(chǎng)合，該技術(shù)可提高機(jī)械手的運(yùn)行穩(wěn)定性，同時(shí)降低對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)剛性的要求。
[0049]采用基于單純形求解得出的末端執(zhí)行器11運(yùn)動(dòng)軌跡20a規(guī)劃，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械手轉(zhuǎn)移工件的運(yùn)行周期，提高機(jī)器的運(yùn)行效率。
[0050]機(jī)械手控制策略多樣化、并且可便捷切換，不僅增加了機(jī)械手的通用性，能在不更換機(jī)械手前提下，滿足不同的工藝需求。一方面，可有效的節(jié)約生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率;另一方面，可使機(jī)械手的操作更簡(jiǎn)便、靈活。
[0051 ]本發(fā)明實(shí)施例二:
[0052]請(qǐng)參閱圖1和圖7，本實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)與伸縮聯(lián)動(dòng)機(jī)械手100與實(shí)施例一的旋轉(zhuǎn)與伸縮聯(lián)動(dòng)機(jī)械手區(qū)別為:
[0053]本實(shí)施例中，中間位置點(diǎn)c為兩個(gè)，且兩個(gè)中間位置點(diǎn)c分別設(shè)為取物等待點(diǎn)Cl和放物等待點(diǎn)c2，運(yùn)動(dòng)軌跡20b為由取物等待點(diǎn)Cl到取物點(diǎn)a、再至放物等待點(diǎn)c2、再到目標(biāo)點(diǎn)
b、再返回至取物等待點(diǎn)Cl。設(shè)置兩個(gè)中間位置點(diǎn)C，可以更好的控制末端執(zhí)行器11的運(yùn)動(dòng)軌跡20b，調(diào)節(jié)末端執(zhí)行器11運(yùn)動(dòng)需要的空間，方便生產(chǎn)線上各部件的布局；同時(shí)可以方便確定末端執(zhí)行器11處于的工作過(guò)程，如末端執(zhí)行器11位于取物點(diǎn)a，則末端執(zhí)行器11需抓取工件，并需要向放物等待點(diǎn)c2移動(dòng)，旋轉(zhuǎn)臂13需向目標(biāo)點(diǎn)b旋轉(zhuǎn)，而伸縮臂12需收縮;末端執(zhí)行器11位于放物等待點(diǎn)c2，則伸縮臂12需要伸出，以使末端執(zhí)行器11移動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)b;末端執(zhí)行器11位于目標(biāo)點(diǎn)b，可以放置工件，之后需要向取物等待點(diǎn)Cl移動(dòng)，以完全一個(gè)工件的移動(dòng)工序周期，等待移動(dòng)下一工件的指令。
[0054]進(jìn)一步地，取物等待點(diǎn)Cl與放物等待點(diǎn)c2之間的距離小于取物點(diǎn)a與目標(biāo)點(diǎn)b