CN110370285A - 一种机器人控制方法、装置及机器人和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种机器人控制方法、装置及一种机器人和存储介质，该方法包括：获取机器人目标位置；利用预设算法根据机器人目标位置确定机器人中直线电机需要移动的第一目标位置与直接驱动马达需要移动的第二目标位置；根据第一目标位置和第二目标位置控制直线电机和直接驱动马达移动，以使机器人行进至目标位置。本申请利用直线电机和直接驱动马达组合代替传统SCARA的关节轴实现平面移动，在需要移动机器人时，获取机器人目标位置，并利用预设算法得到机器人中直线电机和直接驱动马达需要移动的位置，进而基于上述位置对直线电机和直接驱动马达进行控制，能够利用直线驱动马达的大扭矩及快速定位性能，有效地提高机器人的定位精度和速度。
Description
技术领域
本申请涉及机器人技术领域，更具体地说，涉及一种机器人控制方法、装置及一种机器人和一种计算机可读存储介质。
背景技术
传统的SCARA(selective compliance assembly robot arm，平面关节型机器人)由两个关节轴负责平面移动，末端Z轴控制升降，C轴控制旋转角度。然而，传统SCARA存在速度低、精度差的缺点，因此，如何解决上述问题是本领域技术人员需要重点关注的。
发明内容
本申请的目的在于提供一种机器人控制方法、装置及一种机器人和一种计算机可读存储介质，提高了机器人的定位精度和速度。
为实现上述目的，本申请提供了一种机器人控制方法，包括：
获取机器人目标位置；
利用预设算法根据所述机器人目标位置确定机器人中直线电机需要移动的第一目标位置与直接驱动马达需要移动的第二目标位置；
根据所述第一目标位置和所述第二目标位置控制所述直线电机和所述直接驱动马达移动，以使所述机器人行进至所述目标位置。
可选的，所述利用预设算法根据所述机器人目标位置确定机器人中直线电机需要移动的第一目标位置与直接驱动马达需要移动的第二目标位置，包括：
根据所述机器人的臂长和所述目标位置的X坐标确定目标旋转角度；
根据所述目标旋转角度确定所述机器人中直线电机需要移动的第一目标位置与直接驱动马达需要移动的第二目标位置。
可选的，所述根据所述目标旋转角度确定所述机器人中直线电机需要移动的第一目标位置与直接驱动马达需要移动的第二目标位置，包括：
根据所述目标旋转角度、所述机器人的臂长、所述目标位置的Y坐标以及X坐标确定所述直线电机需要移动的第一目标位置；
判断所述目标旋转角度是否小于等于预设角度阈值，并判断所述第一目标位置是否大于最小限制位置；
若均是，则根据所述目标旋转角度和预设偏差补偿角度值确定所述直接驱动马达需要移动的第二目标位置。
可选的，所述判断所述目标旋转角度是否小于等于预设角度阈值，并判断所述第一目标位置是否大于最小限制位置之后，还包括：
若所述目标旋转角度大于所述预设角度阈值，和/或所述第一目标位置小于所述最小限制位置，则发出超限告警提示信息。
可选的，所述根据所述机器人的臂长和所述目标位置的X坐标确定目标旋转角度之前，还包括：
获取所述直接驱动马达与所述直线电机的夹角；
基于所述夹角确定机器人的坐标位置，得到所述X坐标和Y坐标。
可选的，所述获取所述直接驱动马达与所述直线电机的夹角，包括：
根据所述直接驱动马达的实际角度位置和预设偏差补偿角度值确定所述直接驱动马达与所述直线电机的夹角。
可选的，所述基于所述夹角确定机器人的坐标位置，得到所述X坐标和Y坐标，包括：
根据所述夹角和所述机器人的臂长确定所述X坐标；
判断所述夹角是否大于等于零，得到判断结果；
利用所述判断结果、所述实际角度位置和所述夹角确定所述Y坐标。
为实现上述目的，本申请提供了一种机器人控制装置，包括：
位置获取模块，用于获取机器人目标位置；
位置确定模块，用于利用预设算法根据所述机器人目标位置确定机器人中直线电机需要移动的第一目标位置与直接驱动马达需要移动的第二目标位置；
移动控制模块，用于根据所述第一目标位置和所述第二目标位置控制所述直线电机和所述直接驱动马达移动，以使所述机器人行进至所述目标位置。
为实现上述目的，本申请提供了一种机器人，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现前述公开的任一种机器人控制方法的步骤。
为实现上述目的，本申请提供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计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述公开的任一种机器人控制方法的步骤。
通过以上方案可知，本申请提供的一种机器人控制方法，包括：获取机器人目标位置；利用预设算法根据所述机器人目标位置确定机器人中直线电机需要移动的第一目标位置与直接驱动马达需要移动的第二目标位置；根据所述第一目标位置和所述第二目标位置控制所述直线电机和所述直接驱动马达移动，以使所述机器人行进至所述目标位置。本申请利用直线电机和直接驱动马达组合代替传统SCARA的关节轴实现平面移动，在需要移动机器人时，获取机器人目标位置，并利用预设算法得到机器人中直线电机和直接驱动马达需要移动的位置，进而可基于上述位置对直线电机和直接驱动马达进行控制，实现机器人的移动，能够利用直线驱动马达的大扭矩及快速定位性能，有效地提高机器人的定位精度和速度。
本申请还公开了一种机器人控制装置及一种机器人和一种计算机可读存储介质，同样能实现上述技术效果。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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获得其他的附图。
图1为本申请实施例公开的一种机器人控制方法的流程图；
图2为本申请实施例公开的确定第一目标位置与第二目标位置过程的流程图；
图3为本申请实施例公开的另一种机器人控制方法的流程图；
图4为本申请实施例公开的一种机器人控制装置的结构图；
图5为本申请实施例公开的一种机器人的结构图；
图6为本申请实施例公开的一种具体的机器人的示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在现有技术中，传统SCARA由两个关节轴负责平面移动，末端Z轴控制升降，C轴控制旋转角度，存在速度低、精度差的缺点。
因此，本申请实施例公开了一种机器人控制方法，提高了机器人的定位精度和速度。
参见图1所示，本申请实施例公开的一种机器人控制方法包括：
S101：获取机器人目标位置；
在本步骤中，首先获取机器人目标位置。其中，机器人目标位置可以是机器人需要移动的位置。具体地，可以为用户提供一个显示界面，能够使用户手动输入或选择的方式设置目标位置，也可以为系统预先设置的位置。
S102：利用预设算法根据机器人目标位置确定机器人中直线电机需要移动的第一目标位置与直接驱动马达需要移动的第二目标位置；
本实施例中，利用预设算法根据机器人目标位置确定机器人中直线电机需要移动的第一目标位置与直接驱动马达需要移动的第二目标位置的过程可以为：根据机器人的臂长和目标位置的X坐标确定目标旋转角度，并根据目标旋转角度确定机器人中直线电机需要移动的第一目标位置与直接驱动马达需要移动的第二目标位置。具体地，本实施例可以利用公式一根据机器人的臂长和目标位置的X坐标确定目标旋转角度，其中，公式一为：其中，AnglSelct为目标旋转角度；RobParaSet.ArmLength为机器人的臂长；TargetPox.X为目标位置的X坐标。
参见图2，根据目标旋转角度确定机器人中直线电机需要移动的第一目标位置与直接驱动马达需要移动的第二目标位置的过程可以具体为：
S1021：根据目标旋转角度、机器人的臂长、目标位置的Y坐标以及X坐标确定直线电机需要移动的第一目标位置；
具体地，本步骤可利用公式二根据目标旋转角度、机器人的臂长、目标位置的Y坐标以及X坐标确定直线电机需要移动的第一目标位置，公式二为：TargetPos.DDL＝-RobParaSet.ArmLength*sin(AnglSelct*3.14159/180)+TargetPox.Y；其中，TargetPos.DDL为直线电机需要移动的第一目标位置；TargetPox.Y为目标位置的Y坐标。
S1022：判断目标旋转角度是否小于等于预设角度阈值，并判断第一目标位置是否大于最小限制位置；
S1023：若均是，则根据目标旋转角度和预设偏差补偿角度值确定直接驱动马达需要移动的第二目标位置；
进一步地，本实施例判断上述确定的目标旋转角度是否小于等于预设角度阈值，并判断第一目标位置是否大于最小限制位置。若目标旋转角度小于等于预设角度阈值，且第一目标位置大于最小限制位置，则可根据目标旋转角度和预设偏差补偿角度值确定直接驱动马达需要移动的第二目标位置。其中，预设偏差补偿角度为直线电机预先通过干涉仪进行标定后确定的补偿参数，能够保证位置的高精度。
具体地，本申请实施例可以利用公式三根据目标旋转角度和预设偏差补偿角度值确定直接驱动马达需要移动的第二目标位置，其中，公式三可以为：TargetPos.DDM＝AnglSelct-RobParaSet.AxisPara[_D].offset；其中，TargetPos.DDM为直接驱动马达需要移动的第二目标位置；RobParaSet.AxisPara[_D].offset为预设偏差补偿角度值。
可以理解的是，本实施例在判断目标旋转角度是否小于等于预设角度阈值，并判断第一目标位置是否大于最小限制位置之后，若目标旋转角度大于预设角度阈值，和/或第一目标位置小于最小限制位置，则可以发出超限告警提示信息对用户进行提醒。
S103：根据第一目标位置和第二目标位置控制直线电机和直接驱动马达移动，以使机器人行进至目标位置。
在分别确定直线电机需要移动的第一目标位置以及直接驱动马达需要移动的第二目标位置之后，本实施例可基于第一目标位置和第二目标位置对直线电机和直接驱动马达进行控制，使机器人移动至目标位置。
通过以上方案可知，本申请提供的一种机器人控制方法，包括：获取机器人目标位置；利用预设算法根据所述机器人目标位置确定机器人中直线电机需要移动的第一目标位置与直接驱动马达需要移动的第二目标位置；根据所述第一目标位置和所述第二目标位置控制所述直线电机和所述直接驱动马达移动，以使所述机器人行进至所述目标位置。本申请利用直线电机和直接驱动马达组合代替传统SCARA的关节轴实现平面移动，在需要移动机器人时，获取机器人目标位置，并利用预设算法得到机器人中直线电机和直接驱动马达需要移动的位置，进而可基于上述位置对直线电机和直接驱动马达进行控制，实现机器人的移动，能够利用直线驱动马达的大扭矩及快速定位性能，有效地提高机器人的定位精度和速度。
本申请实施例公开了另一种机器人控制方法，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。参见图3所示，具体的：
S201：获取直接驱动马达与直线电机的夹角；
S202：基于上述夹角确定机器人的坐标位置，得到机器人的X坐标和Y坐标；
S203：获取机器人目标位置；
S204：根据机器人的臂长和目标位置的X坐标确定目标旋转角度；
S205：根据目标旋转角度、机器人的臂长、目标位置的Y坐标以及X坐标确定直线电机需要移动的第一目标位置；
S206：判断目标旋转角度是否小于等于预设角度阈值，并判断第一目标位置是否大于最小限制位置；
S207：若均是，则根据目标旋转角度和预设偏差补偿角度值确定直接驱动马达需要移动的第二目标位置；
S208：根据第一目标位置和第二目标位置控制直线电机和直接驱动马达移动，以使机器人行进至目标位置。
需要说明的是，本实施例可以预先通过各个电机的位置，即直接驱动马达与直线电机的位置确定出机器人所处的坐标系，最终得到机器人的X坐标和Y坐标，便于后续根据机器人目标位置。上述获取直接驱动马达与直线电机的夹角的过程可以为：利用公式四根据直接驱动马达的实际角度位置和预设偏差补偿角度值确定直接驱动马达与直线电机的夹角。具体地，公式四为：RobDat.AnglCacul＝Axis[_D].Axis.NxToPlc.ActPos+RobParaSet.AxisPara[_D].offset；其中，RobDat.AnglCacul为直接驱动马达与直线电机的夹角；Axis[_D].Axis.NxToPlc.ActPos为直接驱动马达的实际角度位置。
本实施例中，基于上述夹角确定机器人的坐标位置，得到X坐标和Y坐标的过程包括：根据夹角和机器人的臂长确定X坐标；判断夹角是否大于等于零，得到判断结果；利用上述判断结果、实际角度位置和夹角确定Y坐标。具体地，可以利用公式五根据夹角和机器人的臂长确定X坐标，公式五如下：RobDat.ActPos.X＝RobParaSet.ArmLength*cos(|RobDat.AnglCacul*3.14159/180|)；其中，RobDat.ActPos.X为机器人的X坐标。
在判断夹角是否大于等于零之后，若夹角大于等于零，则利用公式六确定机器人的Y坐标；若夹角小于零，则利用公式七确定Y坐标。公式六为：RobDat.ActPos.Y＝Axis[_L].Axis.NxToPlc.ActPos+RobParaSet.ArmLength*sin(|RobDat.AnglCacul*3.14159/180|)；其中，RobDat.ActPos.Y为上述机器人的Y坐标；Axis[_L].Axis.NxToPlc.ActPos为直线电机的实际角度位置。需要指出的是，上述公式七可以具体为：RobDat.ActPos.Y＝Axis[_L].Axis.NcToPlc.ActPos-RobParaSet.ArmLength*sin(|RobDat.AnglCacul*3.14159/180|)。
下面对本申请实施例提供的一种机器人控制装置进行介绍，下文描述的一种机器人控制装置与上文描述的一种机器人控制方法可以相互参照。
参见图4所示，本申请实施例提供的一种机器人控制装置包括：
位置获取模块11，用于获取机器人目标位置；
位置确定模块12，用于利用预设算法根据所述机器人目标位置确定机器人中直线电机需要移动的第一目标位置与直接驱动马达需要移动的第二目标位置；
移动控制模块13，用于根据所述第一目标位置和所述第二目标位置控制所述直线电机和所述直接驱动马达移动，以使所述机器人行进至所述目标位置。
关于上述模块11至13的具体实施过程可参考前述实施例公开的相应内容，在此不再进行赘述。
本申请还提供了一种机器人，参见图5所示，本申请实施例提供的一种机器人包括：
存储器100，用于存储计算机程序；
处理器200，用于执行所述计算机程序时可以实现上述实施例所提供的步骤。
具体的，存储器100包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机可读指令，该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机可读指令的运行提供环境。处理器200在一些实施例中可以是一中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)、控制器、微控制器、微处理器或其他数据处理芯片，为机器人提供计算和控制能力，执行所述存储器100中保存的计算机程序时，可以实现以下步骤：
获取机器人目标位置；利用预设算法根据所述机器人目标位置确定机器人中直线电机需要移动的第一目标位置与直接驱动马达需要移动的第二目标位置；根据所述第一目标位置和所述第二目标位置控制所述直线电机和所述直接驱动马达移动，以使所述机器人行进至所述目标位置。
优选的，所述处理器200执行所述存储器100中保存的计算机子程序时，可以实现以下步骤：根据所述机器人的臂长和所述目标位置的X坐标确定目标旋转角度；根据所述目标旋转角度确定所述机器人中直线电机需要移动的第一目标位置与直接驱动马达需要移动的第二目标位置。
优选的，所述处理器200执行所述存储器100中保存的计算机子程序时，可以实现以下步骤：根据所述目标旋转角度、所述机器人的臂长、所述目标位置的Y坐标以及X坐标确定所述直线电机需要移动的第一目标位置；判断所述目标旋转角度是否小于等于预设角度阈值，并判断所述第一目标位置是否大于最小限制位置；若均是，则根据所述目标旋转角度和预设偏差补偿角度值确定所述直接驱动马达需要移动的第二目标位置。
优选的，所述处理器200执行所述存储器100中保存的计算机子程序时，可以实现以下步骤：在判断所述目标旋转角度是否小于等于预设角度阈值，并判断所述第一目标位置是否大于最小限制位置之后，若所述目标旋转角度大于所述预设角度阈值，和/或所述第一目标位置小于所述最小限制位置，则发出超限告警提示信息。
优选的，所述处理器200执行所述存储器100中保存的计算机子程序时，可以实现以下步骤：在根据所述机器人的臂长和所述目标位置的X坐标确定目标旋转角度之前，获取所述直接驱动马达与所述直线电机的夹角；基于所述夹角确定机器人的坐标位置，得到所述X坐标和Y坐标。
优选的，所述处理器200执行所述存储器100中保存的计算机子程序时，可以实现以下步骤：根据所述直接驱动马达的实际角度位置和预设偏差补偿角度值确定所述直接驱动马达与所述直线电机的夹角。
优选的，所述处理器200执行所述存储器100中保存的计算机子程序时，可以实现以下步骤：根据所述夹角和所述机器人的臂长确定所述X坐标；判断所述夹角是否大于等于零，得到判断结果；利用所述判断结果、所述实际角度位置和所述夹角确定所述Y坐标。
图6为本申请实施例提供的一种具体的机器人的示意图，如图6所示，该机器人相较于传统SCARA，其平面轴由直线电机和DD(direct driver，直接驱动)马达组成，其中，直线电机预先通过干涉仪进行标定，填写补偿参数，确保了绝对定位的精度；DD马达的精度为10秒级，并且具备大扭矩及快速定位的性能，有效保证了旋转精度，提高了定位效率。
本申请还提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。该存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时至少实现以下步骤：
获取机器人目标位置；利用预设算法根据所述机器人目标位置确定机器人中直线电机需要移动的第一目标位置与直接驱动马达需要移动的第二目标位置；根据所述第一目标位置和所述第二目标位置控制所述直线电机和所述直接驱动马达移动，以使所述机器人行进至所述目标位置。
本申请利用直线电机和直接驱动马达组合代替传统SCARA的关节轴实现平面移动，在需要移动机器人时，获取机器人目标位置，并利用预设算法得到机器人中直线电机和直接驱动马达需要移动的位置，进而可基于上述位置对直线电机和直接驱动马达进行控制，实现机器人的移动，能够利用直线驱动马达的大扭矩及快速定位性能，有效地提高机器人的定位精度和速度。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
Claims (10)
1.一种机器人控制方法，其特征在于，包括：
获取机器人目标位置；
利用预设算法根据所述机器人目标位置确定机器人中直线电机需要移动的第一目标位置与直接驱动马达需要移动的第二目标位置；
根据所述第一目标位置和所述第二目标位置控制所述直线电机和所述直接驱动马达移动，以使所述机器人行进至所述目标位置。
2.根据权利要求1所述的机器人控制方法，其特征在于，所述利用预设算法根据所述机器人目标位置确定机器人中直线电机需要移动的第一目标位置与直接驱动马达需要移动的第二目标位置，包括：
根据所述机器人的臂长和所述目标位置的X坐标确定目标旋转角度；
根据所述目标旋转角度确定所述机器人中直线电机需要移动的第一目标位置与直接驱动马达需要移动的第二目标位置。
3.根据权利要求2所述的机器人控制方法，其特征在于，所述根据所述目标旋转角度确定所述机器人中直线电机需要移动的第一目标位置与直接驱动马达需要移动的第二目标位置，包括：
根据所述目标旋转角度、所述机器人的臂长、所述目标位置的Y坐标以及X坐标确定所述直线电机需要移动的第一目标位置；
判断所述目标旋转角度是否小于等于预设角度阈值，并判断所述第一目标位置是否大于最小限制位置；
若均是，则根据所述目标旋转角度和预设偏差补偿角度值确定所述直接驱动马达需要移动的第二目标位置。
4.根据权利要求3所述的机器人控制方法，其特征在于，所述判断所述目标旋转角度是否小于等于预设角度阈值，并判断所述第一目标位置是否大于最小限制位置之后，还包括：
若所述目标旋转角度大于所述预设角度阈值，和/或所述第一目标位置小于所述最小限制位置，则发出超限告警提示信息。
5.根据权利要求2至4任一项所述的机器人控制方法，其特征在于，所述根据所述机器人的臂长和所述目标位置的X坐标确定目标旋转角度之前，还包括：
获取所述直接驱动马达与所述直线电机的夹角；
基于所述夹角确定机器人的坐标位置，得到所述X坐标和Y坐标。
6.根据权利要求5所述的机器人控制方法，其特征在于，所述获取所述直接驱动马达与所述直线电机的夹角，包括：
根据所述直接驱动马达的实际角度位置和预设偏差补偿角度值确定所述直接驱动马达与所述直线电机的夹角。
7.根据权利要求6所述的机器人控制方法，其特征在于，所述基于所述夹角确定机器人的坐标位置，得到所述X坐标和Y坐标，包括：
根据所述夹角和所述机器人的臂长确定所述X坐标；
判断所述夹角是否大于等于零，得到判断结果；
利用所述判断结果、所述实际角度位置和所述夹角确定所述Y坐标。
8.一种机器人控制装置，其特征在于，包括：
位置获取模块，用于获取机器人目标位置；
位置确定模块，用于利用预设算法根据所述机器人目标位置确定机器人中直线电机需要移动的第一目标位置与直接驱动马达需要移动的第二目标位置；
移动控制模块，用于根据所述第一目标位置和所述第二目标位置控制所述直线电机和所述直接驱动马达移动，以使所述机器人行进至所述目标位置。
9.一种机器人，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述机器人控制方法的步骤。
10.一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计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述机器人控制方法的步骤。
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