CN107511829A - 机械手的控制方法及装置、可读存储介质及自动化设备 - Google Patents

机械手的控制方法及装置、可读存储介质及自动化设备 Download PDF

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CN107511829A CN201710943375.5A CN201710943375A CN107511829A CN 107511829 A CN107511829 A CN 107511829A CN 201710943375 A CN201710943375 A CN 201710943375A CN 107511829 A CN107511829 A CN 107511829A
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Abstract

本发明公开了一种机械手的控制方法及装置、可读存储介质及自动化设备，所述机械手的控制方法包括以下步骤：接收激光测距装置测得的工件特征元附近点的位置参数，根据所述位置参数计算获得在基座坐标系中的特征元位置及机械手预设工作位置；根据所述特征元位置控制机械手移动至所述特征元并在预设工作位置上进行作业。本发明技术方案通过机械手快速寻找到工件的工作位置以及机械手的工作姿态，避免了由于人员视线或者视角肉眼判定造成的误差，减少了人员调试经验不足产生的不良因素，避免因视线受阻而使机械手与工件之间发生碰撞从而造成损伤，同时，本发明技术方案可令机械手快速、精准地寻找机械手在工件上的工作位置，提高了生产效率。

Description

机械手的控制方法及装置、可读存储介质及自动化设备
技术领域
本发明涉及工业自动化技术领域，尤其是一种机械手的控制方法及装置、可读存储介质及自动化设备。
背景技术
现有的工业技术中，通常通过直接移动机械手来寻找机械手在基座坐标系中的位置及工作姿态，对于一般结构简单、规模较小的且需自动化来实现操作的工件，需要机械手调试人员手动将机械手移动到需要工作的工件面上来寻找机械手的基座坐标系；而对于一些较大的或周边环境较为恶劣的工件，为在调试中寻找机械手的基座坐标系，不仅需要各种辅助设备，也可能会对调试人员的人身安全产生一定的隐患，同时由于视线的限制，直接操作机械手寻找基座坐标系可能会造成机械手的碰撞，对机械手或者工件造成损伤，且可能会因视线、视角的问题造成误差。手动调试需要调试人员有一定的机械手调试工作经验，不仅工作量大、耗时长且效率低。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种机械手的控制方法及装置、可读存储介质及自动化设备，旨在减少调试中由于视线受阻可能产生的安全隐患、工具损伤及判断误差。
为实现上述目的，本发明提出一种机械手的控制方法，包括以下步骤：
接收激光测距装置测得的工件特征元附近点的位置参数，根据所述位置参数计算获得在基座坐标系中的特征元位置及机械手预设工作位置；
根据所述特征元位置控制机械手移动至所述特征元并在预设工作位置上进行作业。
优选地，所述特征元为特征点；
接收激光测距装置测得的工件特征元附近点的位置参数，根据所述位置参数计算获得在基座坐标系中的特征元位置及机械手预设工作位置的步骤，包括：
接收激光测距装置测得的工件特征元附近的多个点的位置参数；
根据接收到多个点的位置参数得到多个点在基座坐标系中的坐标值，并将多个点的坐标值的平均值作为特征点的坐标值，以获得所述特征点的位置；
根据预设算法求取工件工作面所在面法向量并分析出机械手平行于法向量的预设工作位置。
优选地，所述特征元为特征线；
接收激光测距装置测得的工件特征元附近点的位置参数，根据所述位置参数计算获得在基座坐标系中的特征元位置及机械手预设工作位置的步骤，包括：
接收激光测距装置测得的工件工作面上特征线其中一端点附近第一组点的位置参数；
根据接收到的第一组点的位置参数得到第一组点在基座坐标系中的坐标值，并将第一组点的坐标值的平均值作为第一特征点的坐标值；
接收激光测距装置测得的工件工作面上特征线另一端点附近第二组点的位置参数；
根据接收到第二组点的位置参数得到第二组点在基座坐标系中的坐标值，并将第二组点的坐标值的平均值作为第二特征点的坐标值，通过所述第一特征点的坐标值和所述第二特征点的坐标值，确定所述特征线的位置；
根据预设算法求取工件工作面所在面法向量并分析出机械手平行于法向量的预设工作位置。
优选地，所述特征元为特征面；
接收激光测距装置测得的工件特征元附近点的位置参数，根据所述位置参数计算获得在基座坐标系中的特征元位置及机械手预设工作位置的步骤，包括：
接收激光测距装置测得的工件特征面上多个不在同一直线上的点的位置参数；
根据接收到多个点的位置参数得到多个点的坐标值，并通过多个点的坐标值由预设算法计算出这多个点构成的特征面方程，通过所述特征面方程确定所述特征面的位置；
根据特征平面方程求取工件工作面所在面法向量并分析出机械手平行于法向量的预设工作位置。
优选地，所述特征元为特征线，且所述特征线为两个工作面的相交线；
接收激光测距装置测得的工件特征元附近点的位置参数，根据所述位置参数计算获得在基座坐标系中的特征元位置及机械手预设工作位置的步骤，包括：
接收激光测距装置测得的其中一工作面上工件特征元附近第一组点的位置参数；
根据接收到的第一组点位置参数得到第一组点在基座坐标系中的坐标值，并将第一组点的坐标值的平均值作为第一特征点的坐标值，以获得所述第一特征点的位置；
根据第一组点的坐标值由预设算法计算出第一组点构成的第一特征平面方程；
接收激光测距装置测得的工件另一工作面上工件特征元附近第二组点的位置参数；
根据接收到的第二组点位置参数得到第二组点在基座坐标系中的坐标值，并将第二组点的坐标值的平均值作为第二特征点的坐标值，以获得所述第二特征点的位置；
根据第二组点的坐标值由预设算法计算出第二组点构成的第二特征平面方程；
根据第一特征平面方程和第二特征平面方程分析出两个特征平面相交线的方程；
根据相交线的方程计算出垂直于相交线的法向平面的方程，并分析出机械手平行于法向平面的预设工作位置；
根据第一特征点和第二特征点分别投影在相交线上的第一投影点和第二投影点的坐标值求出两点之间连线中点的坐标值，记两点之间连线中点为机械手运动的起始点；
根据相交线的方程确定机械手在相交线上运动的方向。
优选地，所述特征元为特征点，所述特征点为三个工作面的交点；
接收激光测距装置测得的工件特征元附近点的位置参数，根据所述位置参数计算获得在基座坐标系中的特征元位置及机械手预设工作位置的步骤，包括：
接收激光测距装置测得的第一工作面上工件特征元附近第一组点的位置参数；
根据接收到的第一组点位置参数得到第一组点在基座坐标系中的坐标值，并将第一组点的坐标值的平均值作为第一特征点的坐标值，以获得所述第一特征点的位置；
根据第一组点的坐标值由预设算法计算出第一组点构成的第一特征平面方程；
接收激光测距装置测得的第二工作面上工件特征元附近第二组点的位置参数；
根据接收到的第二组点位置参数得到第二组点在基座坐标系中的坐标值，并将第二组点的坐标值的平均值作为第二特征点的坐标值，以获得所述第二特征点的位置；
根据第二组点的坐标值由预设算法计算出第二组点构成的第二特征平面方程；
接收激光测距装置测得的第三工作面上工件特征元附近第三组点的位置参数；
根据接收到的第三组点位置参数得到第三组点在基座坐标系中的坐标值，并将第三组点的坐标值的平均值作为第三特征点的坐标值，以获得所述第三特征点的位置；
根据第三组点的坐标值由预设算法计算出第三组点构成的第三特征平面方程；
根据第一特征平面方程、第二特征平面方程、第三特征平面方程分析出三个特征平面相交点的坐标；
取相交点与第一特征点、第二特征点和第三特征点的连线上距离相等的三个点，记为A点、B点和C点；
根据A点、B点和C点之间连线的方程分析出由这三点构成的三角形中点的坐标值，并分析出机械手平行于三角形中点与相交点之间连线的预设工作位置。
优选地，所述预设算法包括最小二乘拟合算法。
本发明提出一种机械手的控制装置，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的机械手的控制程序，所述机械手的控制程序被所述处理器执行时实现如以上所述的机械手的控制方法的步骤。
本发明提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有机械手的控制程序，所述机械手的控制程序被处理器执行时实现如以上所述的机械手的控制方法的步骤。
本发明提出一种机械手的自动化设备，包括：
机械手；
夹具，一端固定连接所述机械手，另一端用以夹持机械手工具端；
激光测距装置，固定连接在所述机械手上；以及，
控制装置，所述控制装置包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的机械手的控制程序，所述机械手的控制程序被所述处理器执行时实现如以上所述的机械手的控制方法的步骤；
所述控制装置信号连接所述激光测距装置和机械手，用以接收所述激光测距装置测得的工件工作面上特征元附近点的位置参数并控制所述机械手移动至所述特征元并在预设工作位置上进行作业。
本发明技术方案通过机械手快速寻找到工件的工作位置以及机械手的工作姿态，避免了由于人员视线或者视角肉眼判定造成的误差，减少了人员调试经验不足产生的不良因素，避免因视线受阻而使机械手与工件之间发生碰撞从而造成损伤，同时，本发明技术方案可令机械手快速、精准地寻找机械手在工件上的工作位置，提高了生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图；
图2为本发明提供的机械手的控制方法的流程示意图；
图3为本发明提供的机械手的控制方法第一实施例的流程示意图；
图4为本发明提供的机械手的控制方法第二实施例的流程示意图；
图5为本发明提供的机械手的控制方法第三实施例的流程示意图；
图6为本发明提供的机械手的控制方法第四实施例的流程示意图；
图7为本发明提供的机械手的控制方法第五实施例的流程示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方+向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明实施例的主要解决方案是：减少调试中由于视线受阻可能产生的安全隐患、工具损伤及判断误差。
由于现有技术中在调试机械手时对于一些较大的或周边环境较为恶劣的工件，由于视线的限制，直接操作机械手寻找基座坐标系可能会造成机械手的碰撞，对机械手或工件造成损伤，且可能会因视线、视角的问题造成误差。
本发明提供一种解决方案，减少调试中由于视线受阻可能产生的安全隐患、工具损伤及判断误差。
如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图。
本发明实施例终端可以是PC，也可以是智能手机等终端设备，以下以运行终端为PC为例进行举例说明。
如图1所示，该PC包括：处理器1001，例如CPU，通信总线1002、数据接口1003、机械手1004、激光测距装置1005、存储器1006。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。数据接口1003还可以包括标准的有线接口(如USB接口或者IO接口)、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1006可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatilememory)，例如磁盘存储器。存储器1006可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的终端结构并不构成对终端的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1006中可以包括操作系统、数据接口实现程序以及机械手的控制程序。
在图1所示的终端中，处理器1001可为空调器中的控制芯片，该处理器1001可以用于调用存储器1006中存储的室外风机控制，并执行以下操作：
接收激光测距装置测得的工件特征元附近点的位置参数，根据所述位置参数计算获得在基座坐标系中的特征元位置；
根据所述特征元位置控制机械手移动至所述特征元进行作业。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1006中存储的网络操作控制应用程序，还执行以下操作：
接收激光测距装置测得的工件特征元附近的多个点的位置参数；
根据接收到多个点的位置参数得到多个点在基座坐标系中的坐标值，并将多个点的坐标值的平均值作为特征点的坐标值，以获得所述特征点的位置。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1006中存储的网络操作控制应用程序，还执行以下操作：
接收激光测距装置测得的工件工作面上特征线其中一端点附近第一组点的位置参数；
根据接收到第一组点的位置参数得到第一组点在基座坐标系中的坐标值，并将第一组点的坐标值的平均值作为第一特征点的坐标值；
接收激光测距装置测得的工件工作面上特征线另一端点附近第二组点的位置参数；
根据接收到第二组点的位置参数得到第二组点在基座坐标系中的坐标值，并将第二组点的坐标值的平均值作为第二特征点的坐标值，通过所述第一特征点的坐标和所述第二特征点的坐标值，确定所述特征线的位置。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1006中存储的网络操作控制应用程序，还执行以下操作：
接收激光测距装置测得的工件特征面上多个不在同一直线上的点的位置参数；
根据接收到多个点的位置参数得到多个点的坐标值，并通过多个点的坐标值计算由这多个点构成的特征平面方程，通过所述特征平面方程确定所述特征面的位置。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1006中存储的网络操作控制应用程序，还执行以下操作：
接收激光测距装置测得的工件其中一工作面上多个不在同一直线上的点的位置参数；
根据接收到第一组点的位置参数得到第一组点的坐标值，并通过第一组点的坐标值计算由第一组点构成的第一特征平面方程；
接收激光测距装置测得的工件另一工作面上多个不在同一直线上的点的位置参数；
根据接收到第二组点的位置参数得到第二组点的坐标值，并通过第二组点的坐标值计算由第二组点构成的第二特征平面方程；
根据第一特征平面方程和第二特征平面方程分析出两个特征平面相交线的方程，通过所述相交线的方程确定所述特征线的位置。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1006中存储的网络操作控制应用程序，还执行以下操作：
根据特征元附近点的坐标值计算由这多个点构成的特征曲面方程，根据特征元上曲面的法向量分析出机械手垂直于曲面的预设工作位置，并控制机械手在预设工作位置上工作。
本发明还提出一种机械手的控制方法，如图2所示，所述机械手的控制方法包括以下步骤：
S10，接收激光测距装置测得的工件特征元附近点的位置参数，根据所述位置参数计算获得在基座坐标系中的特征元位置及机械手预设工作位置；
S20，根据所述特征元位置控制机械手移动至所述特征元并在预设工作位置上进行作业。
其中，在本实施例中，激光测距装置固定安装在机械手工具法兰盘上，所述激光测距装置测得工件表面上的点在基座坐标系中的坐标值的方法为本领域技术人员公知的现有技术，在此不作赘述。
本发明技术方案通过机械手在基座坐标系中的特征元上进行作业，避免了由于人员视线或者视角肉眼判定造成的误差，减少了人员调试经验不足产生的不良因素，避免因视线受阻而使机械手与工件之间发生碰撞从而造成损伤，同时，本发明技术方案可令机械手快速、精准地寻找机械手在工件上的工作位置，提高了生产效率。
在本发明各实施例中，特征元的属性包括特征点、特征线、特征面、两个工件面的相交线以及三个工件面的相交点，其中，特征点、特征线及特征面为工作面上的机械手待工作的点、线或是面。在本发明的具体操作过程中，首先在操作界面上对工件的特征元属性进行选择。以下对特征元属性不同时的控制方法一一进行说明。
如图3所示，在第一实施例中，当所述特征元为特征点时，步骤S10包括：
S101，接收激光测距装置测得的工件特征元附近的多个点的位置参数；
S102，根据接收到多个点的位置参数得到多个点在基座坐标系中的坐标值，并将多个点的坐标值的平均值作为特征点的坐标值，以获得所述特征点的位置；
S103，根据预设算法求取工件工作面所在平面法向量并分析出机械手平行于法向量的预设工作位置。
其中，在本发明各实施例中所提到的预设算法均包括最小二乘拟合算法，该算法可以分析拟合出特征元附近工作面的方程从而得到工作面所在面的法向量，进而引导机械手工具端TCP的Z方向以平行法向量的姿态运动至此特征元位置。
在这里要说明的是，因工件本身表面并非完全平整，因而在选点坐标的时候可能会产生一定的误差。为尽量消除这些误差，在利用激光选取工件工作面上特征点附近多个点的位置参数时，应取尽量多的点，取的点数越多，通过算法运算之后得到的特征点的坐标值也就越精准。具体地，我们在实际应用中通常在工作面上一个5mm半径的圆中镭射测得多个点的坐标值拟合出特征点的坐标。
如图4所示，在第二实施例中，当所述特征元为特征线时，步骤S10包括：
S104，接收激光测距装置测得的工件工作面上特征线其中一端点附近第一组点的位置参数；
S105，根据接收到的第一组点的位置参数得到第一组点在基座坐标系中的坐标值，并将第一组点的坐标值的平均值作为第一特征点的坐标值；
S106，接收激光测距装置测得的工件工作面上特征线另一端点附近第二组点的位置参数；
S107，根据接收到第二组点的位置参数得到第二组点在基座坐标系中的坐标值，并将第二组点的坐标值的平均值作为第二特征点的坐标值，通过所述第一特征点的坐标值和所述第二特征点的坐标值，确定所述特征线的位置；
S108，根据预设算法求取工件工作面所在平面法向量并分析出机械手平行于法向量的预设工作位置。
关于上述特征元为特征线时的实施方案，需要具体说明的是，在这里，可以先接收第一组点的位置参数和第二组点的位置参数，再根据接收到的第一组点的位置参数和第二组点的位置参数得到第一组点和第二组点在基座坐标系中的坐标值；也可以是先接收第一组点的位置参数，根据接收到的第一组点的位置参数得到第一组点在基座坐标系中的坐标值，然后再接收第二组点的位置参数，根据第二组点的位置参数得到第二组点在基座坐标系中的坐标值。
如图5所示，在第三实施例中，当所述特征元为特征面时，步骤S10包括：
S109，接收激光测距装置测得的工件特征面上多个不在同一直线上的点的位置参数；
S110，根据接收到多个点的位置参数得到多个点的坐标值，并通过多个点的坐标值由预设算法计算出这多个点构成的特征平面方程，通过所述特征平面方程确定所述特征面的位置；
S111，根据特征平面方程求取工件工作面所在平面法向量并分析出机械手平行于法向量的预设工作位置。
由三点确定一个平面的定理可知，在激光测距装置测量位置参数时，待测点必须是多个不在同一直线上的点，其中，在本实施例中，待测点的个数至少为三个，当然，为消除因工件表面不完全平整所产生的误差，待测点的个数越多，测得的数据也就更加精准。
关于上述技术方案需要说明的是，特征点、特征线及特征面所在的工作面可以是平面，也可以是曲面。需要注意的是，当所述工作面为曲面时，我们可以通过在曲面上同一直线方向上的多个点来拟合特征曲线的方程，所述同一直线方向上的多个点之间的距离越小，则拟合出来的特征曲线方程更加准确。具体地，我们在实际应用中通常在曲面一个5mm半径的圆中镭射测得多个点的坐标值拟合出特征点的坐标，然后再以特征曲线方向上距特征点1cm处的点为圆心，以5mm为半径的圆中镭射测得多个点的坐标值拟合出另一特征点的坐标，如此反复，最终拟合出特征曲线的方程。
如图6所示，在第四实施例中，当所述特征元为特征线，且所述特征线为两个工作面的相交线时，步骤S10包括：
S112，接收激光测距装置测得的其中一工作面上工件特征元附近第一组点的位置参数；
S113，根据接收到的第一组点位置参数得到第一组点在基座坐标系中的坐标值，并将第一组点的坐标值的平均值作为第一特征点的坐标值，以获得所述第一特征点的位置；
S114，根据第一组点的坐标值由预设算法计算出第一组点构成的第一特征平面方程；
S115，接收激光测距装置测得的工件另一工作面上工件特征元附近第二组点的位置参数；
S116，根据接收到的第二组点位置参数得到第二组点在基座坐标系中的坐标值，并将第二组点的坐标值的平均值作为第二特征点的坐标值，以获得所述第二特征点的位置；
S117，根据第二组点的坐标值由预设算法计算出第二组点构成的第二特征平面方程；
S118，根据第一特征平面方程和第二特征平面方程分析出两个特征平面相交线的方程；
S119，根据相交线的方程计算出垂直于相交线的法向平面的方程，并分析出机械手平行于法向平面的预设工作位置；
S120，根据第一特征点和第二特征点分别投影在相交线上的第一投影点和第二投影点的坐标值求出两点之间连线中点的坐标值，记两点之间连线中点为机械手运动的起始点；
S121，根据相交线的方程确定机械手在相交线上运动的方向。
在本实施例中，机械手工具端在两个工作面的相交线上的起点已知，工作距离可以通过事先在操作面板进行设置，也可以是由操作人员用操作开关人为控制机械手工具端运行或是停止。在步骤S119中，机械手的预设工作位置只需满足平行于法向平面即可，即垂直于两个工作面的相交线，具体在法向平面的平行平面内以何种角度工作可通过操作面板进行设置，例如：以法向平面的平行平面建立一直角坐标系，直角坐标系的原点即为机械手工具端在两个工作面上相交线上的运动起始点，操作人员可通过预先设置机械手工具端在该直角坐标系中的偏离角来确定机械手工具端的预设工作位置。
同时需要说明的是，在这里，可以先接收激光测距装置分别测得的两个工件工作面上不在同一直线上的第一组点和第二组点的位置参数，然后再根据接收到的第一组点和第二组点的位置参数分析出分别由第一组点和第二组点构成的第一特征平面方程和第二特征平面方程；当然，也可以是先接收激光测距装置测得的其中一工作面上不在同一直线上的第一组点，根据接收到的第一组点的位置参数分析出由第一组点构成的第一特征平面方程，随后再接收激光测距装置测得的另一工作面上不在同一直线上的第二组点，根据接收到的第二组点的位置参数分析出由第二组点构成的第二特征平面方程。
如图7所示，在第五实施例中，当所述特征元为特征点，且所述特征点为三个工作面的交点，步骤S10包括：
S122，接收激光测距装置测得的第一工作面上工件特征元附近第一组点的位置参数；
S123，根据接收到的第一组点位置参数得到第一组点在基座坐标系中的坐标值，并将第一组点的坐标值的平均值作为第一特征点的坐标值，以获得所述第一特征点的位置；
S124，根据第一组点的坐标值由预设算法计算出第一组点构成的第一特征平面方程；
S125，接收激光测距装置测得的第二工作面上工件特征元附近第二组点的位置参数；
S126，根据接收到的第二组点位置参数得到第二组点在基座坐标系中的坐标值，并将第二组点的坐标值的平均值作为第二特征点的坐标值，以获得所述第二特征点的位置；
S127，根据第二组点的坐标值由预设算法计算出第二组点构成的第二特征平面方程；
S128，接收激光测距装置测得的第三工作面上工件特征元附近第三组点的位置参数；
S129，根据接收到的第三组点位置参数得到第三组点在基座坐标系中的坐标值，并将第三组点的坐标值的平均值作为第三特征点的坐标值，以获得所述第三特征点的位置；
S130，根据第三组点的坐标值由预设算法计算出第三组点构成的第三特征平面方程；
S131，根据第一特征平面方程、第二特征平面方程、第三特征平面方程分析出三个特征平面相交点的坐标；
S132，取相交点与第一特征点、第二特征点和第三特征点的连线上距离相等的三个点，记为A点、B点和C点；
S133，根据A点、B点和C点之间连线的方程分析出由这三点构成的三角形中点的坐标值，并分析出机械手平行于三角形中点与相交点之间连线的预设工作位置。
本发明公开了一种机械手的控制装置，所述机械手的控制装置包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的机械手的控制程序，所述机械手的控制程序被所述处理器执行时实现如上述各实施例的机械手的控制方法的步骤。
本发明公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有机械手的控制程序，所述机械手的控制程序被处理器执行时实现如上述各实施例的机械手的控制方法的步骤。
本发明还公开了一种机械手的终端，包括机械手、夹具、激光测距装置以及控制装置，所述夹具一端固定连接在所述机械手上，另一端用以夹持接收工具端，所述激光测距装置固定连接在所述机械手上，所述控制装置信号连接所述激光测距装置和机械手，用以接收所述激光测距装置测得的工件工作面上特征元附近点的位置参数并控制所述机械手移动至所述特征元进行作业。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，云端服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种机械手的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
接收激光测距装置测得的工件特征元附近点的位置参数，根据所述位置参数计算获得在基座坐标系中的特征元位置及机械手预设工作位置；
根据所述特征元位置控制机械手移动至所述特征元并在预设工作位置上进行作业。
2.如权利要求1所述的机械手的控制方法，其特征在于，所述特征元为特征点：
接收激光测距装置测得的工件特征元附近点的位置参数，根据所述位置参数计算获得在基座坐标系中的特征元位置及机械手预设工作位置的步骤，包括：
接收激光测距装置测得的工件特征元附近的多个点的位置参数；
根据接收到多个点的位置参数得到多个点在基座坐标系中的坐标值，并将多个点的坐标值的平均值作为特征点的坐标值，以获得所述特征点的位置；
根据预设算法求取工件工作面所在面法向量并分析出机械手平行于法向量的预设工作位置。
3.如权利要求1所述的机械手的控制方法，其特征在于，所述特征元为特征线：
接收激光测距装置测得的工件特征元附近点的位置参数，根据所述位置参数计算获得在基座坐标系中的特征元位置及机械手预设工作位置的步骤，包括：
接收激光测距装置测得的工件工作面上特征线其中一端点附近第一组点的位置参数；
根据接收到的第一组点的位置参数得到第一组点在基座坐标系中的坐标值，并将第一组点的坐标值的平均值作为第一特征点的坐标值；
接收激光测距装置测得的工件工作面上特征线另一端点附近第二组点的位置参数；
根据接收到第二组点的位置参数得到第二组点在基座坐标系中的坐标值，并将第二组点的坐标值的平均值作为第二特征点的坐标值，通过所述第一特征点的坐标值和所述第二特征点的坐标值，确定所述特征线的位置；
根据预设算法求取工件工作面所在面法向量并分析出机械手平行于法向量的预设工作位置。
4.如权利要求1所述的机械手的控制方法，其特征在于，所述特征元为特征面；
接收激光测距装置测得的工件特征元附近点的位置参数，根据所述位置参数计算获得在基座坐标系中的特征元位置及机械手预设工作位置的步骤，包括：
接收激光测距装置测得的工件特征面上多个不在同一直线上的点的位置参数；
根据接收到多个点的位置参数得到多个点的坐标值，并通过多个点的坐标值由预设算法计算出这多个点构成的特征面方程，通过所述特征面方程确定所述特征面的位置；
根据特征平面方程求取工件工作面所在面法向量并分析出机械手平行于法向量的预设工作位置。
5.如权利要求1所述的机械手的控制方法，其特征在于，所述特征元为特征线，且所述特征线为两个工作面的相交线；
接收激光测距装置测得的工件特征元附近点的位置参数，根据所述位置参数计算获得在基座坐标系中的特征元位置及机械手预设工作位置的步骤，包括：
接收激光测距装置测得的其中一工作面上工件特征元附近第一组点的位置参数；
根据接收到的第一组点位置参数得到第一组点在基座坐标系中的坐标值，并将第一组点的坐标值的平均值作为第一特征点的坐标值，以获得所述第一特征点的位置；
根据第一组点的坐标值由预设算法计算出第一组点构成的第一特征平面方程；
接收激光测距装置测得的工件另一工作面上工件特征元附近第二组点的位置参数；
根据接收到的第二组点位置参数得到第二组点在基座坐标系中的坐标值，并将第二组点的坐标值的平均值作为第二特征点的坐标值，以获得所述第二特征点的位置；
根据第二组点的坐标值由预设算法计算出第二组点构成的第二特征平面方程；
根据第一特征平面方程和第二特征平面方程分析出两个特征平面相交线的方程；
根据相交线的方程计算出垂直于相交线的法向平面的方程，并分析出机械手平行于法向平面的预设工作位置；
根据第一特征点和第二特征点分别投影在相交线上的第一投影点和第二投影点的坐标值求出两点之间连线中点的坐标值，记两点之间连线中点为机械手运动的起始点；
根据相交线的方程确定机械手在相交线上运动的方向。
6.如权利要求1所述的机械手的控制方法，其特征在于，所述特征元为特征点，所述特征点为三个工作面的交点；
接收激光测距装置测得的工件特征元附近点的位置参数，根据所述位置参数计算获得在基座坐标系中的特征元位置及机械手预设工作位置的步骤，包括：
接收激光测距装置测得的第一工作面上工件特征元附近第一组点的位置参数；
根据接收到的第一组点位置参数得到第一组点在基座坐标系中的坐标值，并将第一组点的坐标值的平均值作为第一特征点的坐标值，以获得所述第一特征点的位置；
根据第一组点的坐标值由预设算法计算出第一组点构成的第一特征平面方程；
接收激光测距装置测得的第二工作面上工件特征元附近第二组点的位置参数；
根据接收到的第二组点位置参数得到第二组点在基座坐标系中的坐标值，并将第二组点的坐标值的平均值作为第二特征点的坐标值，以获得所述第二特征点的位置；
根据第二组点的坐标值由预设算法计算出第二组点构成的第二特征平面方程；
接收激光测距装置测得的第三工作面上工件特征元附近第三组点的位置参数；
根据接收到的第三组点位置参数得到第三组点在基座坐标系中的坐标值，并将第三组点的坐标值的平均值作为第三特征点的坐标值，以获得所述第三特征点的位置；
根据第三组点的坐标值由预设算法计算出第三组点构成的第三特征平面方程；
根据第一特征平面方程、第二特征平面方程、第三特征平面方程分析出三个特征平面相交点的坐标；
取相交点与第一特征点、第二特征点和第三特征点的连线上距离相等的三个点，记为A点、B点和C点；
根据A点、B点和C点之间连线的方程分析出由这三点构成的三角形中点的坐标值，并分析出机械手平行于三角形中点与相交点之间连线的预设工作位置。
7.如权利要求2至6所述的机械手的控制方法，其特征在于，所述预设算法包括最小二乘拟合算法。
8.一种机械手的控制装置，其特征在于，所述机械手的控制装置包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的机械手的控制程序，所述机械手的控制程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的机械手的控制方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有机械手的控制程序，所述机械手的控制程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的机械手的控制方法的步骤。
10.一种带有机械手的自动化设备，其特征在于，包括：
机械手；
夹具，一端固定连接所述机械手，另一端用以夹持机械手工具端；
激光测距装置，固定连接在所述机械手上；以及，
控制装置，所述控制装置为如权利要求8所述的机械手的控制装置，所述控制装置信号连接所述激光测距装置和机械手，用以接收所述激光测距装置测得的工件工作面上特征元附近点的位置参数并控制所述机械手移动至所述特征元并在预设工作位置上进行作业。
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