CN111844027A - 机械臂最优工作空间的确定方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本公开是关于机械臂最优工作空间的确定方法及装置。该方法包括：根据目标机械臂的特征参数表建立目标机械臂的运动学方程，并获取目标机械臂的雅克比矩阵；根据特征参数表获取多个待确定参数组；根据运动学方程、雅克比矩阵和多个待确定参数组，分别获取每个待确定参数组对应的末端笛卡尔空间和末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数；根据端笛卡尔空间和末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数确定目标机械臂的最优工作空间。该技术方案可以确定目标机械臂的最优工作空间，通过该目标机械臂的最优工作空间可以指导该目标机械臂的安装和设置，使得该目标机械臂始终在该最优工作空间内工作，提高了机械臂工作时的灵活性，用户体验较佳。
Description
技术领域
本公开涉及终端控制技术领域，尤其涉及一种机械臂最优工作空间的确定方法及装置。
背景技术
随着自动化控制的普及，生产生活中有越来越多的重复动作采用机械臂完成。
相关技术中，机械臂在运行过程中存在最大活动范围，然而机械臂在该范围的不同区域活动时有自由度的限制，并不是在整个范围内均能自如活动，并发挥最大的作用。所以，为了提高机械臂的工作效果，确定机械臂的最优工作空间成为急需解决的问题。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本公开实施例提供一种机械臂最优工作空间的确定方法及装置。所述技术方案如下：
根据本公开实施例的第一方面，提供一种机械臂最优工作空间的确定方法，包括：
根据目标机械臂的特征参数表建立所述目标机械臂的运动学方程，并获取所述目标机械臂的雅克比矩阵，所述特征参数表包括所述目标机械臂的连杆数量，每条连杆的连杆长度、连杆扭曲，连杆偏置，以及任意两个相邻连杆之间的关节角度范围；
根据所述特征参数表获取多个待确定参数组，每个所述待确定参数组包括所述目标机械臂的连杆数量，每条连杆的连杆长度、连杆扭曲，连杆偏置，以及任意两个相邻连杆之间的关节角度，每个待确定参数组包括的任意两个相邻连杆之间的关节角度均位于所述特征参数表包括的对应的关节角度范围内；
根据所述运动学方程、所述雅克比矩阵和所述多个待确定参数组，分别获取每个待确定参数组对应的所述目标机械臂的末端笛卡尔空间和所述末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数；
根据所述每个待确定参数组对应的所述末端笛卡尔空间和所述末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数确定所述目标机械臂的最优工作空间。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：分别获取到多个待确定参数组对应的末端笛卡尔空间和该末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数之后，即可确定目标机械臂的最优工作空间，通过该目标机械臂的最优工作空间可以指导该目标机械臂的安装和设置，使得该目标机械臂始终在该最优工作空间内工作，提高了机械臂工作时的灵活性，用户体验较佳。
在一个实施例中，所述根据所述每个待确定参数组对应的所述末端笛卡尔空间和所述末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数确定所述目标机械臂的最优工作空间包括：
将所述每个待确定参数组对应的末端笛卡尔空间中雅克比矩阵条件数最小的末端笛卡尔空间确定为所述目标机械臂的最优工作空间。
在一个实施例中，所述根据所述特征参数表获取多个待确定参数组包括：
通过蒙特卡洛法分别在所述特征参数表包括的任意两个相邻连杆之间的关节角度范围内获取所述多个待确定参数组包括的任意两个相邻连杆之间的关节角度。
在一个实施例中，所述方法还包括：
获取所述多个待确定参数组中每个待确定参数组对应的所述目标机械臂的末端笛卡尔空间的仿真图。
在一个实施例中，所述方法还包括：
根据所述目标机械臂的最优工作空间安装和设置所述目标机械臂。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种机械臂最优工作空间的确定装置，包括：
参数表获取模块，用于根据目标机械臂的特征参数表建立所述目标机械臂的运动学方程，并获取所述目标机械臂的雅克比矩阵，所述特征参数表包括所述目标机械臂的连杆数量，每条连杆的连杆长度、连杆扭曲，连杆偏置，以及任意两个相邻连杆之间的关节角度范围；
参数组获取模块，用于根据所述特征参数表获取多个待确定参数组，每个所述待确定参数组包括所述目标机械臂的连杆数量，每条连杆的连杆长度、连杆扭曲，连杆偏置，以及任意两个相邻连杆之间的关节角度，每个待确定参数组包括的任意两个相邻连杆之间的关节角度均位于所述特征参数表包括的对应的关节角度范围内；
空间获取模块，用于根据所述运动学方程、所述雅克比矩阵和所述多个待确定参数组，分别获取每个待确定参数组对应的所述目标机械臂的末端笛卡尔空间和所述末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数；
确定模块，用于根据所述每个待确定参数组对应的所述末端笛卡尔空间和所述末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数确定所述目标机械臂的最优工作空间。
在一个实施例中，所述根确定模块包括：
确定子模块，用于将所述每个待确定参数组对应的末端笛卡尔空间中雅克比矩阵条件数最小的末端笛卡尔空间确定为所述目标机械臂的最优工作空间。
在一个实施例中，所述参数组获取模块包括：
参数组获取子模块，用于通过蒙特卡洛法分别在所述特征参数表包括的任意两个相邻连杆之间的关节角度范围内获取所述多个待确定参数组包括的任意两个相邻连杆之间的关节角度。
在一个实施例中，所述装置还包括：
仿真模块，用于获取所述多个待确定参数组中每个待确定参数组对应的所述目标机械臂的末端笛卡尔空间的仿真图。
在一个实施例中，所述装置还包括：
安装模块，用于根据所述目标机械臂的最优工作空间安装和设置所述目标机械臂。
根据本公开实施例的第三方面，提供一种机械臂最优工作空间的确定装置，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为：
根据目标机械臂的特征参数表建立所述目标机械臂的运动学方程，并获取所述目标机械臂的雅克比矩阵，所述特征参数表包括所述目标机械臂的连杆数量，每条连杆的连杆长度、连杆扭曲，连杆偏置，以及任意两个相邻连杆之间的关节角度范围；
根据所述特征参数表获取多个待确定参数组，每个所述待确定参数组包括所述目标机械臂的连杆数量，每条连杆的连杆长度、连杆扭曲，连杆偏置，以及任意两个相邻连杆之间的关节角度，每个待确定参数组包括的任意两个相邻连杆之间的关节角度均位于所述特征参数表包括的对应的关节角度范围内；
根据所述运动学方程、所述雅克比矩阵和所述多个待确定参数组，分别获取每个待确定参数组对应的所述目标机械臂的末端笛卡尔空间和所述末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数；
根据所述每个待确定参数组对应的所述末端笛卡尔空间和所述末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数确定所述目标机械臂的最优工作空间
根据本公开实施例的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现第一方面任一实施例所述方法的步骤。
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和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1a是根据一示例性实施例示出的机械臂最优工作空间的确定方法的流程图。
图1b是根据一示例性实施例示出的机械臂最优工作空间的确定方法的流程图。
图2a是根据一示例性实施例示出的机械臂最优工作空间的确定装置的结构示意图。
图2b是根据一示例性实施例示出的机械臂最优工作空间的确定装置的结构示意图。
图2c是根据一示例性实施例示出的机械臂最优工作空间的确定装置的结构示意图。
图2d是根据一示例性实施例示出的机械臂最优工作空间的确定装置的结构示意图。
图2e是根据一示例性实施例示出的机械臂最优工作空间的确定装置的结构示意图。
图3是根据一示例性实施例示出的机械臂最优工作空间的确定装置的结构框图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
图1a是根据一示例性实施例示出的一种机械臂最优工作空间的确定方法的流程图，应用于终端或服务器，如图1a所示，该机械臂最优工作空间的确定方法包括以下步骤101至步骤103：
在步骤101中，根据目标机械臂的特征参数表建立该目标机械臂的运动学方程，并获取该目标机械臂的雅克比矩阵，该特征参数表包括该目标机械臂的连杆数量，每条连杆的连杆长度、连杆扭曲，连杆偏置，以及任意两个相邻连杆之间的关节角度范围。
示例的，在确定需要安装的目标机械臂之后，可以根据该目标机械臂的结构，通过机器人学中的Denavit-Hartenberg方法建立该目标机械臂的特征参数表，该特征参数表即为D-H参数表，该D-H参数表包括该目标机械臂的连杆数量，每条连杆的连杆长度、连杆扭曲，连杆偏置，以及任意两个相邻连杆之间的关节角度范围。具体的，连杆长度为连杆两端关节的轴线的公法线的长度；连杆扭曲为连杆两端关节的轴线之间的夹角；若一个关节连接两个连杆，那么该关节轴线存在两条与之垂直的公法线，每条公法线对应一个连杆，该两条公法线之间的距离为连杆偏置；该两条公法线之间的夹角为关节角度，移动该两条公法线分别对应的连杆，获取该两条公法线之间的最大夹角和最小夹角，该最大夹角和最小夹角即为该关节角度范围的端点值。实际应用中，为了避免运算时出现问题，可以预先建立连杆坐标系并约定正负方向，该连杆长度、连杆扭曲，连杆偏置，以及任意两个相邻连杆之间的关节角度范围均为在该连杆坐标系下的取值。
获取到该目标机械臂的D-H参数表之后，可以建立该目标机械臂的运动学方程，并根据该运动学方程获取该目标机械臂的雅克比矩阵。具体的，假设目标机械臂包括6个连杆第i个连杆的连杆长度为ai-1连杆扭曲为αi-1，连杆偏置为di，第i-1个连杆与该第i个连杆之间的关节角度的最大值为θi，即该关节角度范围为[0，θi]。则该目标机械臂的D-H参数表如表1所示：
表1目标机械臂的特征参数表
由表1得到的该目标机械臂的连杆变换矩阵如下所示：
该目标机械臂的运动学方程为如下：
获取到该运动学方程之后，即可根据该运动学方程获取该目标机械臂的雅可比矩阵，该雅可比矩阵说明了连杆的速度与关节的速度之间的关系。
在步骤102中，根据该特征参数表获取多个待确定参数组，每个该待确定参数组包括该目标机械臂的连杆数量，每条连杆的连杆长度、连杆扭曲，连杆偏置，以及任意两个相邻连杆之间的关节角度，每个待确定参数组包括的任意两个相邻连杆之间的关节角度均位于该特征参数表包括的对应的关节角度范围内。
示例的，确定该目标机械臂的D-H参数表之后，可以通过蒙特卡洛法分别在该特征参数表包括的任意两个相邻连杆之间的关节角度范围内获取该多个待确定参数组包括的任意两个相邻连杆之间的关节角度。由于机械臂的连杆数量，每个连杆的连杆长度、连杆扭曲，连杆偏置均为固定值，因此可以采用蒙特卡洛法分别在该D-H参数表包括的两个相邻连杆之间的关节角度的最大值以下获取多个关节角度，然后根据该多个关节角度和连杆长度、连杆扭曲以及连杆偏置，组成该多个待确定参数组。
示例的，该目标机械臂的D-H参数表如表1所示，则获取到的待确定参数组可以如表2所示。
表2待确定参数组的示例表
多个待确定参数组均可以参考上表获取。
在步骤103中，根据该运动学方程、该雅克比矩阵和该多个待确定参数组，分别获取每个待确定参数组对应的该目标机械臂的末端笛卡尔空间和该末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数。
示例的，可以分别将该多个待确定参数组代入运动学方程，求出每个待确定参数组对应的该目标机械臂的末端笛卡尔空间，求解过程在此不做赘述。
分别将该多个待确定参数组代入雅可比矩阵，获取每个待确定参数组对应的该目标机械臂的雅可比矩阵的具体值，并计算每个待确定参数组对应的该目标机械臂的雅可比矩阵的条件数k＝||J||×||J||-1，所述J为雅可比矩阵。
根据所代入的相同的待确定参数组，建立获取到的末端笛卡尔空间与雅可比矩阵的条件数k之间的对应关系，即互相对应的末端笛卡尔空间和雅可比矩阵的条件数k均由同一个待确定参数组确定。
在步骤104中，根据该每个待确定参数组对应的该末端笛卡尔空间和该末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数确定该目标机械臂的最优工作空间。
示例的，机械臂的可操作性是表征机械臂运动性能的重要指标，能够反应机械臂在工作空间的运动能力的强弱，本公开实施例利用雅克比矩阵条件数k作为评价目标机械臂可操作性的度量指标，该条件数越小，机械臂在其对应的末端笛卡尔空间中的运动性能越好。
具体的，获取到多个待确定参数组对应的该目标机械臂的末端笛卡尔空间和每个末端笛卡尔空间对应的雅克比矩阵条件数之后，可以获取小于或等于预设阈值的雅克比矩阵条件数对应的末端笛卡尔空间作为该目标机械臂的最优工作空间，该预设阈值可以根据实际情况确定，本公开实施例对此不作限定。
本公开的实施例提供的技术方案中，分别获取到多个待确定参数组对应的末端笛卡尔空间和该末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数之后，即可确定目标机械臂的最优工作空间，通过该目标机械臂的最优工作空间可以指导该目标机械臂的安装和设置，使得该目标机械臂始终在该最优工作空间内工作，提高了机械臂工作时的灵活性，用户体验较佳。
在一个实施例中，如图1b所示，步骤104，即根据该每个待确定参数组对应的该末端笛卡尔空间和该末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数确定该目标机械臂的最优工作空间，可以通过步骤1041实现：
在步骤1041中，将该每个待确定参数组对应的末端笛卡尔空间中雅克比矩阵条件数最小的末端笛卡尔空间确定为该目标机械臂的最优工作空间。
示例的，获取到多个待确定参数组对应的该目标机械臂的末端笛卡尔空间和每个末端笛卡尔空间对应的雅克比矩阵条件数之后，可以对比该多个末端笛卡尔空间对应的雅克比矩阵条件数，并获取雅克比矩阵条件数最小的末端笛卡尔空间，然后将该雅克比矩阵条件数最小的末端笛卡尔空间作为目标机械臂的最优工作空间，使得最终确定的最优工作空间最接近该目标机械臂的最优工作空间。
在一个实施例中，为了提高查阅该多个待确定参数组对应的该目标机械臂的末端笛卡尔空间的直观性，可以分别对该多个待确定参数进行仿真，获取该多个待确定参数组中每个待确定参数组对应的该目标机械臂的末端笛卡尔空间的仿真图。
在一个实施例中，在确定该目标机械臂的最优工作空间之后，即可根据该目标机械臂的最优工作空间安装和设置该目标机械臂，使得该目标机械臂末端能始终在确定的最优工作空间内活动。由于在该最优工作空间内目标机械臂的运动性能最好，因此根据该最优工作空间安装和设置该目标机械臂可以提高该目标机械臂的灵活性，提高使用感受。
本公开的实施例提供一种机械臂最优工作空间的确定方法，分别获取到多个待确定参数组对应的末端笛卡尔空间和该末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数之后，即可确定目标机械臂的最优工作空间，通过该目标机械臂的最优工作空间可以指导该目标机械臂的安装和设置，使得该目标机械臂始终在该最优工作空间内工作，提高了机械臂工作时的灵活性，用户体验较佳。
下述为本公开装置实施例，可以用于执行本公开方法实施例。
图2a是根据一示例性实施例示出的一种机械臂最优工作空间的确定装置20的结构示意图，该装置20可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为电子设备的部分或者全部。如图2a所示，该机械臂最优工作空间的确定装置20包括参数表获取模块201，参数组获取模块202，空间获取模块203和确定模块204。
其中，参数表获取模块201，用于根据目标机械臂的特征参数表建立所述目标机械臂的运动学方程，并获取所述目标机械臂的雅克比矩阵，所述特征参数表包括所述目标机械臂的连杆数量，每条连杆的连杆长度、连杆扭曲，连杆偏置，以及任意两个相邻连杆之间的关节角度范围。
参数组获取模块202，用于根据所述特征参数表获取多个待确定参数组，每个所述待确定参数组包括所述目标机械臂的连杆数量，每条连杆的连杆长度、连杆扭曲，连杆偏置，以及任意两个相邻连杆之间的关节角度，每个待确定参数组包括的任意两个相邻连杆之间的关节角度均位于所述特征参数表包括的对应的关节角度范围内。
空间获取模块203，用于根据所述运动学方程、所述雅克比矩阵和所述多个待确定参数组，分别获取每个待确定参数组对应的所述目标机械臂的末端笛卡尔空间和所述末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数。
确定模块204，用于根据所述每个待确定参数组对应的所述末端笛卡尔空间和所述末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数确定所述目标机械臂的最优工作空间。
在一个实施例中，如图2b所示，所述确定模块204包括确定子模块2041。
确定子模块2041，用于将所述每个待确定参数组对应的末端笛卡尔空间中雅克比矩阵条件数最小的末端笛卡尔空间确定为所述目标机械臂的最优工作空间。
在一个实施例中，如图2c所示，所述参数组获取模块202包括参数组获取子模块2021。
参数组获取子模块2021，用于通过蒙特卡洛法分别在所述特征参数表包括的任意两个相邻连杆之间的关节角度范围内获取所述多个待确定参数组包括的任意两个相邻连杆之间的关节角度。
在一个实施例中，如图2d所示，所述装置20还包括仿真模块205。
仿真模块205，用于获取所述多个待确定参数组中每个待确定参数组对应的所述目标机械臂的末端笛卡尔空间的仿真图。
在一个实施例中，如图2e所示，所述装置20还包括安装模块206。
安装模块206，用于根据所述目标机械臂的最优工作空间安装和设置所述目标机械臂。
本公开的实施例提供一种机械臂最优工作空间的确定装置，该装置可以分别获取到多个待确定参数组对应的末端笛卡尔空间和该末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数之后，即可确定目标机械臂的最优工作空间，通过该目标机械臂的最优工作空间可以指导该目标机械臂的安装和设置，使得该目标机械臂始终在该最优工作空间内工作，提高了机械臂工作时的灵活性，用户体验较佳。
本公开实施例提供一种机械臂最优工作空间的确定装置，该机械臂最优工作空间的确定装置包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，处理器被配置为：
根据目标机械臂的特征参数表建立所述目标机械臂的运动学方程，并获取所述目标机械臂的雅克比矩阵，所述特征参数表包括所述目标机械臂的连杆数量，每条连杆的连杆长度、连杆扭曲，连杆偏置，以及任意两个相邻连杆之间的关节角度范围；
根据所述特征参数表获取多个待确定参数组，每个所述待确定参数组包括所述目标机械臂的连杆数量，每条连杆的连杆长度、连杆扭曲，连杆偏置，以及任意两个相邻连杆之间的关节角度，每个待确定参数组包括的任意两个相邻连杆之间的关节角度均位于所述特征参数表包括的对应的关节角度范围内；
根据所述运动学方程、所述雅克比矩阵和所述多个待确定参数组，分别获取每个待确定参数组对应的所述目标机械臂的末端笛卡尔空间和所述末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数；
根据所述每个待确定参数组对应的所述末端笛卡尔空间和所述末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数确定所述目标机械臂的最优工作空间。
在一个实施例中，上述处理器还可被配置为：将所述每个待确定参数组对应的末端笛卡尔空间中雅克比矩阵条件数最小的末端笛卡尔空间确定为所述目标机械臂的最优工作空间。
在一个实施例中，上述处理器还可被配置为：通过蒙特卡洛法分别在所述特征参数表包括的任意两个相邻连杆之间的关节角度范围内获取所述多个待确定参数组包括的任意两个相邻连杆之间的关节角度。
在一个实施例中，上述处理器还可被配置为：获取所述多个待确定参数组中每个待确定参数组对应的所述目标机械臂的末端笛卡尔空间的仿真图。
在一个实施例中，上述处理器还可被配置为：根据所述目标机械臂的最优工作空间安装和设置所述目标机械臂。
本公开的实施例提供一种机械臂最优工作空间的确定装置，该装置可以分别获取到多个待确定参数组对应的末端笛卡尔空间和该末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数之后，即可确定目标机械臂的最优工作空间，通过该目标机械臂的最优工作空间可以指导该目标机械臂的安装和设置，使得该目标机械臂始终在该最优工作空间内工作，提高了机械臂工作时的灵活性，用户体验较佳。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
图3是根据一示例性实施例示出的一种用于机械臂最优工作空间的确定装置90的框图。例如，装置90可以被提供为一服务器。装置90包括处理组件902，其进一步包括一个或多个处理器，以及由存储器903所代表的存储器资源，用于存储可由处理组件902的执行的指令，例如应用程序。存储器903中存储的应用程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。此外，处理组件902被配置为执行指令，以执行上述方法。
装置90还可以包括一个电源组件906被配置为执行装置90的电源管理，一个有线或无线网络接口905被配置为将装置90连接到网络，和一个输入输出(I/O)接口908。装置90可以操作基于存储在存储器903的操作系统，例如Windows ServerTM，Mac OS XTM，UnixTM,LinuxTM，FreeBSDTM或类似。
本公开实施例提供一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由装置90的处理组件902执行时，使得装置90能够执行上述机械臂最优工作空间的确定方法，所述方法包括：
根据目标机械臂的特征参数表建立所述目标机械臂的运动学方程，并获取所述目标机械臂的雅克比矩阵，所述特征参数表包括所述目标机械臂的连杆数量，每条连杆的连杆长度、连杆扭曲，连杆偏置，以及任意两个相邻连杆之间的关节角度范围；
根据所述特征参数表获取多个待确定参数组，每个所述待确定参数组包括所述目标机械臂的连杆数量，每条连杆的连杆长度、连杆扭曲，连杆偏置，以及任意两个相邻连杆之间的关节角度，每个待确定参数组包括的任意两个相邻连杆之间的关节角度均位于所述特征参数表包括的对应的关节角度范围内；
根据所述运动学方程、所述雅克比矩阵和所述多个待确定参数组，分别获取每个待确定参数组对应的所述目标机械臂的末端笛卡尔空间和所述末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数；
根据所述每个待确定参数组对应的所述末端笛卡尔空间和所述末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数确定所述目标机械臂的最优工作空间。
在一个实施例中，所述根据所述每个待确定参数组对应的所述末端笛卡尔空间和所述末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数确定所述目标机械臂的最优工作空间包括：将所述每个待确定参数组对应的末端笛卡尔空间中雅克比矩阵条件数最小的末端笛卡尔空间确定为所述目标机械臂的最优工作空间。
在一个实施例中，所述根据所述特征参数表获取多个待确定参数组包括：通过蒙特卡洛法分别在所述特征参数表包括的任意两个相邻连杆之间的关节角度范围内获取所述多个待确定参数组包括的任意两个相邻连杆之间的关节角度。
在一个实施例中，所述方法还包括：获取所述多个待确定参数组中每个待确定参数组对应的所述目标机械臂的末端笛卡尔空间的仿真图。
在一个实施例中，所述方法还包括：根据所述目标机械臂的最优工作空间安装和设置所述目标机械臂。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (12)
1.一种机械臂最优工作空间的确定方法，其特征在于，包括：
根据目标机械臂的特征参数表建立所述目标机械臂的运动学方程，并获取所述目标机械臂的雅克比矩阵，所述特征参数表包括所述目标机械臂的连杆数量，每条连杆的连杆长度、连杆扭曲，连杆偏置，以及任意两个相邻连杆之间的关节角度范围；
根据所述特征参数表获取多个待确定参数组，每个所述待确定参数组包括所述目标机械臂的连杆数量，每条连杆的连杆长度、连杆扭曲，连杆偏置，以及任意两个相邻连杆之间的关节角度，每个待确定参数组包括的任意两个相邻连杆之间的关节角度均位于所述特征参数表包括的对应的关节角度范围内；
根据所述运动学方程、所述雅克比矩阵和所述多个待确定参数组，分别获取每个待确定参数组对应的所述目标机械臂的末端笛卡尔空间和所述末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数；
根据所述每个待确定参数组对应的所述末端笛卡尔空间和所述末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数确定所述目标机械臂的最优工作空间。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述每个待确定参数组对应的所述末端笛卡尔空间和所述末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数确定所述目标机械臂的最优工作空间包括：
将所述每个待确定参数组对应的末端笛卡尔空间中雅克比矩阵条件数最小的末端笛卡尔空间确定为所述目标机械臂的最优工作空间。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述特征参数表获取多个待确定参数组包括：
通过蒙特卡洛法分别在所述特征参数表包括的任意两个相邻连杆之间的关节角度范围内获取所述多个待确定参数组包括的任意两个相邻连杆之间的关节角度。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述多个待确定参数组中每个待确定参数组对应的所述目标机械臂的末端笛卡尔空间的仿真图。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述目标机械臂的最优工作空间安装和设置所述目标机械臂。
6.一种机械臂最优工作空间的确定装置，其特征在于，包括：
参数表获取模块，用于根据目标机械臂的特征参数表建立所述目标机械臂的运动学方程，并获取所述目标机械臂的雅克比矩阵，所述特征参数表包括所述目标机械臂的连杆数量，每条连杆的连杆长度、连杆扭曲，连杆偏置，以及任意两个相邻连杆之间的关节角度范围；
参数组获取模块，用于根据所述特征参数表获取多个待确定参数组，每个所述待确定参数组包括所述目标机械臂的连杆数量，每条连杆的连杆长度、连杆扭曲，连杆偏置，以及任意两个相邻连杆之间的关节角度，每个待确定参数组包括的任意两个相邻连杆之间的关节角度均位于所述特征参数表包括的对应的关节角度范围内；
空间获取模块，用于根据所述运动学方程、所述雅克比矩阵和所述多个待确定参数组，分别获取每个待确定参数组对应的所述目标机械臂的末端笛卡尔空间和所述末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数；
确定模块，用于根据所述每个待确定参数组对应的所述末端笛卡尔空间和所述末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数确定所述目标机械臂的最优工作空间。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述根确定模块包括：
确定子模块，用于将所述每个待确定参数组对应的末端笛卡尔空间中雅克比矩阵条件数最小的末端笛卡尔空间确定为所述目标机械臂的最优工作空间。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述参数组获取模块包括：
参数组获取子模块，用于通过蒙特卡洛法分别在所述特征参数表包括的任意两个相邻连杆之间的关节角度范围内获取所述多个待确定参数组包括的任意两个相邻连杆之间的关节角度。
9.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
仿真模块，用于获取所述多个待确定参数组中每个待确定参数组对应的所述目标机械臂的末端笛卡尔空间的仿真图。
10.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
安装模块，用于根据所述目标机械臂的最优工作空间安装和设置所述目标机械臂。
11.一种机械臂最优工作空间的确定装置，其特征在于，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为：
根据目标机械臂的特征参数表建立所述目标机械臂的运动学方程，并获取所述目标机械臂的雅克比矩阵，所述特征参数表包括所述目标机械臂的连杆数量，每条连杆的连杆长度、连杆扭曲，连杆偏置，以及任意两个相邻连杆之间的关节角度范围；
根据所述特征参数表获取多个待确定参数组，每个所述待确定参数组包括所述目标机械臂的连杆数量，每条连杆的连杆长度、连杆扭曲，连杆偏置，以及任意两个相邻连杆之间的关节角度，每个待确定参数组包括的任意两个相邻连杆之间的关节角度均位于所述特征参数表包括的对应的关节角度范围内；
根据所述运动学方程、所述雅克比矩阵和所述多个待确定参数组，分别获取每个待确定参数组对应的所述目标机械臂的末端笛卡尔空间和所述末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数；
根据所述每个待确定参数组对应的所述末端笛卡尔空间和所述末端笛卡尔空间的雅克比矩阵条件数确定所述目标机械臂的最优工作空间。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，该指令被处理器执行时实现权利要求1至5任意一项权利要求所述方法的步骤。
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