CN111665740B - 机器人的仿真方法及装置 - Google Patents

机器人的仿真方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111665740B
CN111665740B CN202010555703.6A CN202010555703A CN111665740B CN 111665740 B CN111665740 B CN 111665740B CN 202010555703 A CN202010555703 A CN 202010555703A CN 111665740 B CN111665740 B CN 111665740B
Authority
CN
China
Prior art keywords
target joint
formula
sub
acceleration
curve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010555703.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111665740A (zh
Inventor
高建歌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Zhuhai Gree Intelligent Equipment Co Ltd
Original Assignee
Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Zhuhai Gree Intelligent Equipment Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai, Zhuhai Gree Intelligent Equipment Co Ltd filed Critical Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Priority to CN202010555703.6A priority Critical patent/CN111665740B/zh
Publication of CN111665740A publication Critical patent/CN111665740A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111665740B publication Critical patent/CN111665740B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B17/00—Systems involving the use of models or simulators of said systems
    • G05B17/02—Systems involving the use of models or simulators of said systems electric

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

本发明公开了一种机器人的仿真方法及装置。该发明包括：接收机器人的目标关节的控制参数，控制参数至少包括以下参数：目标关节的最大速度和目标关节的加速度时间；依据控制参数，生成目标关节对应的运动曲线；通过运动曲线对目标关节的运动状态进行仿真。通过本发明，解决了相关技术中协作机器人的运动仿真可靠性较低的技术问题。

Description

机器人的仿真方法及装置
技术领域
本发明涉及机器人仿真测试领域，具体而言，涉及一种机器人的仿真方法及装置。
背景技术
随着机器人技术的进步和制造模式的变革，近年来协作机器人越来越受到重视。与传统的工业机器人相比，协作机器人具有安全性高、通用性好、灵敏、精准、易于使用和便于人机协作等优点，上述优点使得协作机器人不仅在制造领域中得到应用，而且在家庭服务和康复医疗等领域也具有潜在的应用价值。
从发展趋势上来看，协作机器人的高安全性和人机协作特点，将会成为未来机器人发展的主流方向。而对其运动特性的研究也显得尤为重要，运动特性首先要从运动的仿真对其进行研究分析，以方便对其应用过程的运动特性进行预判性评估。
相关技术中，现代制造业对机器人性能的要求也越来越高，而机器人运动轨迹规划在机器人控制中占有重要地位，其平滑度直接影响机器人运动的性能和效率。在协作机器人控制系统中，最常见的控制方式多以最大速度和加速时长来确定加速性能，通常使用的梯形速度曲线控制只能满足速度曲线连续，但是转角曲线存在突变对关节冲击较大；S型速度曲线控制满足转角曲线连续，但加速度的变化仍会对机器人关节造成一定冲击。
针对相关技术中存在的上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种机器人的仿真方法及装置，以解决相关技术中协作机器人的运动仿真可靠性较低的技术问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种机器人的仿真方法。该发明包括：接收机器人的目标关节的控制参数，控制参数至少包括以下参数：目标关节的最大速度和目标关节的加速度时间；依据控制参数，生成目标关节对应的运动曲线；通过运动曲线对目标关节的运动状态进行仿真。
进一步地，依据控制参数，生成目标关节对应的运动曲线包括：依据目标关节的最大速度、加速度时间，确定第一公式，其中，第一公式为其中，a(t)为目标关节的加速度，Vmax为目标关节的最大速度，T为目标关节的加速度时间，t为预设时间段内的时刻；依据第一公式，生成目标关节在预设时间段内的正弦平方曲线，正弦平方曲线用于表征目标关节运动时的加速性能。
进一步地，在依据控制参数，生成目标关节对应的运动曲线还包括：依据目标关节的最大速度和加速度时间，确定第二公式，其中，第二公式包括第一子公式、第二子公式和第三子公式，第一子公式用于表征目标关节在加速阶段的速度，第二子公式用于表征目标关节在匀速阶段的速度，第三子公式用于表征目标关节在减速阶段；依据第二公式，生成目标关节在预设时间段内的速度曲线。
进一步地，在依据控制参数，生成目标关节对应的运动曲线还包括：依据目标关节的最大速度和加速度时间，确定第三公式，其中，第三公式包括第四子公式、第五子公式和第六子公式，第四子公式用于表征目标关节在加速阶段的转角，第五子公式用于表征目标关节在匀速阶段的转角，第六子公式用于表征目标关节在减速阶段的转角；依据第三公式，生成目标关节在预设时间段内的转角曲线。
进一步地，在通过运动曲线对目标关节的运动状态进行仿真之前，该方法包括：分别判定控制参数是否在各自对应的预设范围内；如果控制参数都在各自对应的预设范围内，则提取目标关节分别在不同的运动阶段对应的转角。
进一步地，通过运动曲线对目标关节的运动状态进行仿真包括：依据生成的速度曲线和提取的转角，对机器人在预设时间段内的运动状态进行仿真。
为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种机器人的仿真装置。该装置包括：接收单元，用于接收机器人的目标关节的控制参数，控制参数至少包括以下参数：目标关节的最大速度、目标关节的加速度时间；生成单元，用于依据控制参数，生成目标关节对应的运动曲线；仿真单元，用于通过运动曲线对目标关节的运动状态进行仿真。
为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种“计算机可读存储介质”或“非易失性存储介质”，“计算机可读存储介质”或“非易失性存储介质”包括存储的程序，其中，在程序运行时控制“计算机可读存储介质”或“非易失性存储介质”所在设备执行上述一种机器人的仿真方法。
为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述一种机器人的仿真方法。
通过本发明，采用以下步骤：接收机器人的目标关节的控制参数，控制参数至少包括以下参数：目标关节的最大速度和目标关节的加速度时间；依据控制参数，生成目标关节对应的运动曲线；通过运动曲线对目标关节的运动状态进行仿真，解决了相关技术中协作机器人的运动仿真可靠性较低的技术问题，进而达到了提高仿真软件数字化控制效率的技术效果。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例提供的一种机器人的仿真方法的流程图；以及
图2为运动仿真加速度类型曲线示意图；
图3为本申请实施例提供的正弦平方曲线示意图；
图4是根据本发明实施例提供的一种机器人的仿真装置的示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
根据本发明的实施例，提供了一种机器人的仿真方法。
图1是根据本发明实施例提供的一种机器人的仿真方法的流程图。如图1所示，该发明包括以下步骤：
步骤S101，接收机器人的目标关节的控制参数，控制参数至少包括以下参数：目标关节的最大速度和目标关节的加速度时间；
步骤S102，依据控制参数，生成目标关节对应的运动曲线；
步骤S103，通过运动曲线对目标关节的运动状态进行仿真。
本申请通过机器人运动仿真平台，其中，优选地，仿真平台为LABVIEW的图形化编程平台，友好的编程界面，强大的算法实现能力对协作机器人进行数字化参数控制，只需输入相应参数即可快速观测到协作机器人的动态运动过程和运动参数曲线(加速度、速度、转角)，在验证协作机器人不同运动姿态的运动性能时，缩短了时间，提高了仿真效率。加速度采用和实际运行时加速度最为逼近的正弦平方加速度，使仿真数据与实际更为接近，减少了仿真与实际的误差。
具体地，仿真平台接收到输入的控制参数就会依据控制参数生成仿真的关节所对应的运动曲线，依据生成的运动曲线对关节的运动状态进行仿真。
本发明实施例提供的一种机器人的仿真方法，通过接收机器人的目标关节的控制参数，控制参数至少包括以下参数：目标关节的最大速度和目标关节的加速度时间；依据控制参数，生成目标关节对应的运动曲线；通过运动曲线对目标关节的运动状态进行仿真，解决了相关技术中协作机器人的运动仿真可靠性较低的技术问题，进而达到了提高仿真效率的技术效果。
可选地，依据控制参数，生成目标关节对应的运动曲线包括：依据目标关节的最大速度、加速度时间，确定第一公式，其中，第一公式为其中，a(t)为目标关节的加速度，Vmax为目标关节的最大速度，T为目标关节的加速度时间，t为预设时间段内的时刻；依据第一公式，生成目标关节在预设时间段内的正弦平方曲线，正弦平方曲线用于表征目标关节运动时的加速性能。
具体地，本实施例中，采用正弦平方加速度曲线进行仿真，保证了机器人末端执行器运动轨迹的平滑，减少机器人关节机构机械振动，同时与实际运动控制参数基本保持一致，增加仿真的可靠性。
具体地，加速度(正弦平方)函数方程为：
其中，a(t)为加速度，amax为最大加速度，T为加速度时间，t为预设时间段内的时刻。
图2为运动仿真加速度类型曲线示意图，如图2所示，正弦平方曲线与坐标轴围成的面积和三角形与坐标轴围成的面积相等(最大速度相等)，所以如下可得：
因此，通过式(2)和式(3)计算得到式(4)(也即第一公式)
进一步地，依据上述式(4)，生成目标关节在预设时间段内的正弦平方曲线，依据生成的正弦平方曲线，对目标关节的运动状态进行仿真，其中，正弦平方曲线如图3所示。
可选地，在依据控制参数，生成目标关节对应的运动曲线还包括：依据目标关节的最大速度和加速度时间，确定第二公式，其中，第二公式包括第一子公式、第二子公式和第三子公式，第一子公式用于表征目标关节在加速阶段的速度，第二子公式用于表征目标关节在匀速阶段的速度，第三子公式用于表征目标关节在减速阶段；依据第二公式，生成目标关节在预设时间段内的速度曲线。
上述地，本申请中的目标关节对应的运动曲线还包括速度曲线，其中，通过目标关节在预设时间段内的最大速度和目标关节的加速度时间，确定出用于表示目标关节在不同阶段的速度曲线。
具体地，首先依据目标关节的最大速度和加速度时间，确定第一子公式、第二子公式和第三子公式，其中，如下所示：
第一子公式：
第二子公式：V(t)＝Vmax
第三子公式：
上述地，第一子公式用于表征目标关节在加速度阶段的速度，第二子公式用于表征目标关节在匀速阶段的速度，第三子公式用于表征目标关节在减速阶段的速度。
通过仿真平台和第一子公式、第二子公式和第三子公式生成目标关节在预设时间段内的速度曲线。
需要说明的是，预设时间段可以是机器人一个运动过程所用的时间，也可以是一个运动过程中的一段时间。
可选地，在依据控制参数，生成目标关节对应的运动曲线还包括：依据目标关节的最大速度和加速度时间，确定第三公式，其中，第三公式包括第四子公式、第五子公式和第六子公式，第四子公式用于表征目标关节在加速阶段的转角，第五子公式用于表征目标关节在匀速阶段的转角，第六子公式用于表征目标关节在减速阶段的转角；依据第三公式，生成目标关节在预设时间段内的转角曲线。
上述地，在本实施例中，还依据确定的转角公式来生成目标关节在预设时间段内的转角变化曲线，其中，第四子公式、第五子公式和第六子公式如下所示：
第四子公式：
第五子公式：θ(t)＝Vmax·t
第六子公式：
上述地，第四子公式、第五子公式和第六子公式分别用于表征目标关节在加速阶段、匀速阶段和减速阶段的转角变化，并依据第四子公式、第五子公式和第六子公式生成目标关节在预设时间段内的转角变化曲线。
可选地，在通过运动曲线对目标关节的运动状态进行仿真之前，该方法包括：分别判定控制参数是否在各自对应的预设范围内；如果控制参数都在各自对应的预设范围内，则提取目标关节分别在不同的运动阶段对应的转角。
上述地，在一个可选的实施例中，θmin、θmax为关节的运动范围，以Vmax为最大速度、T加速度时间为输入控制参数，关节转角范围θmin、θmax作为约束条件。仿真过程中θ(t)作为机器人模型运动的输入量，实时控制机器人三维模型，以达到实时动态展示的效果。
在本申请另一个实施例中，目标关节的最大速度、加速时间是否都在一个合理的范围内，如果控制参数都在合理的范围内，则判断目标关节的转角是否在运动范围以内，如果转角也在合理范围内，则提取目标关节在预设时间段内的转角变化。
可选地，通过运动曲线对目标关节的运动状态进行仿真包括：依据生成的速度曲线和提取的转角，对机器人在预设时间段内的运动状态进行仿真。
具体地，依据预设时间段内目标关节的运动曲线和提取的转角变化，对机器人在预设时间段内的运动状态进行仿真。
需要说明的是，本申请采用的仿真平台包括仿真关节选择框的相应仿真的关节，点选之后将会显示相应关节的运动控制参数化数字输入框和运动曲线显示框。在运动控制参数化数字输入框中输入参数(最大速度、加速时间、关节运动范围)。输入参数完成后运行程序，即可在三维动态展示框看到机器人相应关节的运动动态显示和运动曲线显示框中相应关节的运动曲线图。若想改变输入参数观测仿真结果可在运动控制参数化数字输入框中重新输入参数，重新运行程序，即可快速观测到仿结果，整个仿真过程方便、快捷、直观、操作简单，节省了大量的仿真时间，提高了仿真的效率。
通过上述方法，采用LABVIEW友好的编程界面和强大的算法实现能力，使用正弦平方加速度，使仿真与实际更为接近。运动仿真时采用动态显示与数据收集相结合的界面，即可看到协作机器人的动态运动过程，又可同时看到协作机器人的运动曲线；采用数字化参数控制，改变运动姿态时，只需修改个别参数即可快速验证，实现仿真的通用化，方便快捷。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
本发明实施例还提供了一种机器人的仿真装置，需要说明的是，本发明实施例的一种机器人的仿真装置可以用于执行本发明实施例所提供的用于一种机器人的仿真方法。以下对本发明实施例提供的一种机器人的仿真装置进行介绍。
图4是根据本发明实施例提供的一种机器人的仿真装置的示意图。如图4所示，该装置包括：接收单元401，用于接收机器人的目标关节的控制参数，控制参数至少包括以下参数：目标关节的最大速度、目标关节的加速度时间；生成单元402，用于依据控制参数，生成目标关节对应的运动曲线；仿真单元403，用于通过运动曲线对目标关节的运动状态进行仿真。
本发明实施例提供的一种机器人的仿真装置，通过接收单元401，用于接收机器人的目标关节的控制参数，控制参数至少包括以下参数：目标关节的最大速度、目标关节的加速度时间；生成单元402，用于依据控制参数，生成目标关节对应的运动曲线；仿真单元403，用于通过运动曲线对目标关节的运动状态进行仿真，解决了相关技术中协作机器人的运动仿真可靠性较低的技术问题，进而达到了提高仿真软件数字化控制效率的技术效果。
可选地，生成单元402包括：第一确定子单元，用于依据目标关节的最大速度、加速度时间，确定第一公式，第一公式为其中，a(t)为目标关节的加速度，Vmax为目标关节的最大速度，T为目标关节的加速度时间，t为预设时间段内的时刻；第一生成子单元，用于依据第一公式，生成目标关节在预设时间段内的正弦平方曲线，正弦平方曲线用于表征目标关节运动时的加速性能。
可选地，生成单元402包括：第二确定子单元，用于依据目标关节的最大速度和加速度时间，确定第二公式，其中，第二公式包括第一子公式、第二子公式和第三子公式，第一子公式用于表征目标关节在加速阶段的速度，第二子公式用于表征目标关节在匀速阶段的速度，第三子公式用于表征目标关节在减速阶段；第二生成子单元，用于依据第二公式，生成目标关节在预设时间段内的速度曲线。
可选地，生成单元402还包括：第三确定子单元，用于依据目标关节的最大速度和加速度时间，确定第三公式，其中，第三公式包括第四子公式、第五子公式和第六子公式，第四子公式用于表征目标关节在加速阶段的转角，第五子公式用于表征目标关节在匀速阶段的转角，第六子公式用于表征目标关节在减速阶段的转角；第三生成子单元，用于依据第三公式，生成目标关节在预设时间段内的转角曲线。
可选地，该装置包括：判定单元，用于在通过运动曲线对目标关节的运动状态进行仿真之前，分别判定控制参数是否在各自对应的预设范围内；提取单元，用于在控制参数都在各自对应的预设范围内的情况下，提取目标关节分别在不同的运动阶段对应的转角。
可选地，仿真单元403包括：仿真子单元，用于依据生成的速度曲线和提取的转角，对机器人在预设时间段内的运动状态进行仿真。
一种机器人的仿真装置包括处理器和存储器，上述接收单元401等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。
处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来解决了相关技术中协作机器人的运动仿真可靠性较低的技术问题。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。
本发明实施例提供了一种存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现一种机器人的仿真方法。
本发明实施例提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行一种机器人的仿真方法。
本发明实施例提供了一种设备，设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现以下步骤：接收机器人的目标关节的控制参数，控制参数至少包括以下参数：目标关节的最大速度和目标关节的加速度时间；依据控制参数，生成目标关节对应的运动曲线；通过运动曲线对目标关节的运动状态进行仿真。
进一步地，依据控制参数，生成目标关节对应的运动曲线包括：依据目标关节的最大速度、加速度时间，确定第一公式，其中，第一公式为其中，a(t)为目标关节的加速度，Vmax为目标关节的最大速度，T为目标关节的加速度时间，t为预设时间段内的时刻；依据第一公式，生成目标关节在预设时间段内的正弦平方曲线，正弦平方曲线用于表征目标关节运动时的加速性能。
进一步地，在依据控制参数，生成目标关节对应的运动曲线还包括：依据目标关节的最大速度和加速度时间，确定第二公式，其中，第二公式包括第一子公式、第二子公式和第三子公式，第一子公式用于表征目标关节在加速阶段的速度，第二子公式用于表征目标关节在匀速阶段的速度，第三子公式用于表征目标关节在减速阶段；依据第二公式，生成目标关节在预设时间段内的速度曲线。
进一步地，在依据控制参数，生成目标关节对应的运动曲线还包括：依据目标关节的最大速度和加速度时间，确定第三公式，其中，第三公式包括第四子公式、第五子公式和第六子公式，第四子公式用于表征目标关节在加速阶段的转角，第五子公式用于表征目标关节在匀速阶段的转角，第六子公式用于表征目标关节在减速阶段的转角；依据第三公式，生成目标关节在预设时间段内的转角曲线。
进一步地，在通过运动曲线对目标关节的运动状态进行仿真之前，该方法包括：分别判定控制参数是否在各自对应的预设范围内；如果控制参数都在各自对应的预设范围内，则提取目标关节分别在不同的运动阶段对应的转角。
进一步地，通过运动曲线对目标关节的运动状态进行仿真包括：依据生成的速度曲线和提取的转角，对机器人在预设时间段内的运动状态进行仿真。本文中的设备可以是服务器、PC、PAD、手机等。
本发明还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有如下方法步骤的程序：接收机器人的目标关节的控制参数，控制参数至少包括以下参数：目标关节的最大速度和目标关节的加速度时间；依据控制参数，生成目标关节对应的运动曲线；通过运动曲线对目标关节的运动状态进行仿真。
进一步地，依据控制参数，生成目标关节对应的运动曲线包括：依据目标关节的最大速度、加速度时间，确定第一公式，其中，第一公式为其中，a(t)为目标关节的加速度，Vmax为目标关节的最大速度，T为目标关节的加速度时间，t为预设时间段内的时刻；依据第一公式，生成目标关节在预设时间段内的正弦平方曲线，正弦平方曲线用于表征目标关节运动时的加速性能。
进一步地，在依据控制参数，生成目标关节对应的运动曲线还包括：依据目标关节的最大速度和加速度时间，确定第二公式，其中，第二公式包括第一子公式、第二子公式和第三子公式，第一子公式用于表征目标关节在加速阶段的速度，第二子公式用于表征目标关节在匀速阶段的速度，第三子公式用于表征目标关节在减速阶段；依据第二公式，生成目标关节在预设时间段内的速度曲线。
进一步地，在依据控制参数，生成目标关节对应的运动曲线还包括：依据目标关节的最大速度和加速度时间，确定第三公式，其中，第三公式包括第四子公式、第五子公式和第六子公式，第四子公式用于表征目标关节在加速阶段的转角，第五子公式用于表征目标关节在匀速阶段的转角，第六子公式用于表征目标关节在减速阶段的转角；依据第三公式，生成目标关节在预设时间段内的转角曲线。
进一步地，在通过运动曲线对目标关节的运动状态进行仿真之前，该方法包括：分别判定控制参数是否在各自对应的预设范围内；如果控制参数都在各自对应的预设范围内，则提取目标关节分别在不同的运动阶段对应的转角。
进一步地，通过运动曲线对目标关节的运动状态进行仿真包括：依据生成的速度曲线和提取的转角，对机器人在预设时间段内的运动状态进行仿真。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，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、商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、商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，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (6)

1.一种机器人的仿真方法，其特征在于，包括：
接收机器人的目标关节的控制参数，所述控制参数至少包括以下参数：所述目标关节的最大速度和所述目标关节的加速时间；
依据所述控制参数，生成所述目标关节对应的运动曲线；
通过所述运动曲线对所述目标关节的运动状态进行仿真；
依据所述控制参数，生成所述目标关节对应的运动曲线包括：
依据所述目标关节的所述最大速度、所述加速时间，确定第一公式，其中，所述第一公式为其中，a(t)为所述目标关节的加速度，Vmax为所述目标关节的所述最大速度，T为所述目标关节的所述加速时间，t为预设时间段内的时刻；
依据所述第一公式，生成所述目标关节在所述预设时间段内的正弦平方曲线，所述正弦平方曲线用于表征所述目标关节运动时的加速性能，生成所述目标关节对应的运动曲线还包括：依据所述目标关节的所述最大速度和所述加速时间，确定第二公式，其中，所述第二公式包括第一子公式、第二子公式和第三子公式，所述第一子公式用于表征所述目标关节在加速阶段的速度，所述第二子公式用于表征所述目标关节在匀速阶段的速度，所述第三子公式用于表征所述目标关节在减速阶段的速度；依据所述第二公式，生成所述目标关节在预设时间段内的速度曲线，在依据所述控制参数，生成所述目标关节对应的运动曲线还包括：依据所述目标关节的所述最大速度和所述加速时间，确定第三公式，其中，所述第三公式包括第四子公式、第五子公式和第六子公式，所述第四子公式用于表征所述目标关节在加速阶段的转角，所述第五子公式用于表征所述目标关节在匀速阶段的转角，所述第六子公式用于表征所述目标关节在减速阶段的转角；依据所述第三公式，生成所述目标关节在预设时间段内的转角曲线。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在通过所述运动曲线对所述目标关节的运动状态进行仿真之前，所述方法包括：
分别判定所述控制参数是否在各自对应的预设范围内；
如果所述控制参数都在各自对应的所述预设范围内，则提取所述目标关节分别在不同的运动阶段对应的转角。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过所述运动曲线对所述目标关节的运动状态进行仿真包括：
依据生成的所述速度曲线和提取的所述转角，对所述机器人在所述预设时间段内的运动状态进行仿真。
4.一种机器人的仿真装置，其特征在于，包括：
接收单元，用于接收机器人的目标关节的控制参数，所述控制参数至少包括以下参数：所述目标关节的最大速度、所述目标关节的加速时间；
生成单元，用于依据所述控制参数，生成所述目标关节对应的运动曲线；
仿真单元，用于通过所述运动曲线对所述目标关节的运动状态进行仿真；
所述生成单元包括：
第一确定子单元，用于依据所述目标关节的所述最大速度、所述加速时间，确定第一公式，其中，所述第一公式为其中，a(t)为所述目标关节的加速度，Vmax为所述目标关节的所述最大速度，T为所述目标关节的所述加速时间，t为预设时间段内的时刻；
第一生成子单元，用于依据所述第一公式，生成所述目标关节在所述预设时间段内的正弦平方曲线，所述正弦平方曲线用于表征所述目标关节运动时的加速性能，所述生成单元包括：第二确定子单元，用于依据所述目标关节的所述最大速度和所述加速时间，确定第二公式，其中，所述第二公式包括第一子公式、第二子公式和第三子公式，所述第一子公式用于表征目标关节在加速阶段的速度，所述第二子公式用于表征目标关节在匀速阶段的速度，所述第三子公式用于表征目标关节在减速阶段的速度；第二生成子单元，用于依据所述第二公式，生成所述目标关节在所述预设时间段内的速度曲线，所述生成单元还包括：第三确定子单元，用于依据所述目标关节的所述最大速度和所述加速时间，确定第三公式，其中，所述第三公式包括第四子公式、第五子公式和第六子公式，所述第四子公式用于表征目标关节在加速阶段的转角，所述第五子公式用于表征目标关节在匀速阶段的转角，所述第六子公式用于表征目标关节在减速阶段的转角；第三生成子单元，用于依据所述第三公式，生成所述目标关节在所述预设时间段内的转角曲线。
5.一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包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行权利要求1至3中任意一项所述一种机器人的仿真方法。
6.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至3中任意一项所述一种机器人的仿真方法。
CN202010555703.6A 2020-06-17 2020-06-17 机器人的仿真方法及装置 Active CN111665740B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010555703.6A CN111665740B (zh) 2020-06-17 2020-06-17 机器人的仿真方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010555703.6A CN111665740B (zh) 2020-06-17 2020-06-17 机器人的仿真方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111665740A CN111665740A (zh) 2020-09-15
CN111665740B true CN111665740B (zh) 2024-04-02

Family

ID=72388524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010555703.6A Active CN111665740B (zh) 2020-06-17 2020-06-17 机器人的仿真方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111665740B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102328315A (zh) * 2010-07-12 2012-01-25 深圳华强游戏软件有限公司 一种机器人动作仿真的控制方法及装置
CN103926847A (zh) * 2014-05-04 2014-07-16 威海正棋机电技术有限公司 一种机器人仿真系统
CN106599342A (zh) * 2016-10-31 2017-04-26 金阳娃 仿真人机器人的仿人动作映射与实现方法
CN109062080A (zh) * 2018-11-01 2018-12-21 浙江明度智控科技有限公司 一种基于agv的仿真控制方法和系统
CN109760063A (zh) * 2019-03-15 2019-05-17 京东方科技集团股份有限公司 并联机器人的控制方法、装置、设备及存储介质
WO2020017093A1 (ja) * 2018-07-17 2020-01-23 オムロン株式会社 加速度調整装置及び加速度調整プログラム
EP3628453A1 (en) * 2018-09-28 2020-04-01 Siemens Aktiengesellschaft A control system and method for a robot

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102328315A (zh) * 2010-07-12 2012-01-25 深圳华强游戏软件有限公司 一种机器人动作仿真的控制方法及装置
CN103926847A (zh) * 2014-05-04 2014-07-16 威海正棋机电技术有限公司 一种机器人仿真系统
CN106599342A (zh) * 2016-10-31 2017-04-26 金阳娃 仿真人机器人的仿人动作映射与实现方法
WO2020017093A1 (ja) * 2018-07-17 2020-01-23 オムロン株式会社 加速度調整装置及び加速度調整プログラム
EP3628453A1 (en) * 2018-09-28 2020-04-01 Siemens Aktiengesellschaft A control system and method for a robot
CN109062080A (zh) * 2018-11-01 2018-12-21 浙江明度智控科技有限公司 一种基于agv的仿真控制方法和系统
CN109760063A (zh) * 2019-03-15 2019-05-17 京东方科技集团股份有限公司 并联机器人的控制方法、装置、设备及存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN111665740A (zh) 2020-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ma et al. Digital twin enhanced human-machine interaction in product lifecycle
US11256224B2 (en) Virtual design engineering
Halenar et al. Virtualization of production using digital twin technology
Röck Hardware in the loop simulation of production systems dynamics
Falah et al. Design of virtual engineering and digital twin platform as implementation of cyber-physical systems
CN109242934A (zh) 一种动画代码的生成方法及设备
US11322147B2 (en) Voice control system for operating machinery
CN110414142B (zh) 浓密机的参数化建模方法
EP3037904A1 (en) Sizing and selection closer to the executing environment
De Luca et al. Semantic analysis of concurrent computing in decentralized IoT and robotics applications
CN113524174B (zh) 机械臂数字孪生模型构建方法、系统、装置及存储介质
CN111665740B (zh) 机器人的仿真方法及装置
Qi et al. Research on digital twin monitoring system for large complex surface machining
CN110000753A (zh) 用户交互方法、控制设备及存储介质
CN111581586A (zh) 基于套合模型的湖库水质各向异性插值方法和装置
Sahami et al. Making a dynamic interaction between two power system analysis software
CN115439463A (zh) 焊接质量的确定方法、装置、处理器及焊接质量诊断系统
CN110533054A (zh) 一种多模态自适应机器学习方法及装置
Ruiz et al. A Robotic Control System Using Robot Operating System and MATLAB for Sensor Fusion and Human-Robot Interaction
Gil et al. Specification and development of dynamic systems and controllers based on game engines
Araque et al. Soda bottling process through the virtual hardware in the loop technique
CN109166503A (zh) 一种实现3d动态led显示的方法
Ouyang et al. A novel multi-objective optimization method for the pressurized reservoir in hydraulic robotics
Wang et al. A Joint-space Position Control-based Approach to Haptic Rendering of Stiff Objects using Gain Scheduling
EP4123495A1 (en) Cylindrical collision simulation using specialized rigid body joints

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant