CN112338918B - 六轴机器人工作范围的确定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种六轴机器人工作范围的确定方法及装置。其中，该方法包括：确定六轴机器人的多个旋转中心，其中，多个旋转半径是基于六轴机器人的各个关节的特征信息来确定的；确定六轴机器人以多个旋转中心中每一个旋转中心进行旋转时的旋转半径；控制六轴机器人以多个旋转中心中每一个旋转中心为中心，并根据每一个旋转中心的旋转半径进行旋转，得到六轴机器人的末端法兰中心在每次旋转极限所处的空间位置信息；基于空间位置信息确定六轴机器人的工作范围。本发明解决了相关技术中机器人的工作空间的绘制方式比较复杂，绘制出来的机器人的工作空间不够直观的技术问题。

Description

六轴机器人工作范围的确定方法及装置

技术领域

本发明涉及机器人控制技术领域，具体而言，涉及一种六轴机器人工作范围的确定方法及装置。

背景技术

机器人的工作空间是为了从几何方面来探讨机器人的工作范围性能。机器人工作空间的大小代表机器人各关节可以活动的范围，它是衡量机器人工作能力和性能的一个很重要的运动学指标，在机器人的使用手册上通常需要给出工作空间。其中，在机器人的使用过程中需要了解机器人具体的工作范围，并核对机器人是否能够满足其在生产过程中的工位角度要求；因此，机器人工作范围的准确性直接影响机器人在使用过程中的安全性和可靠性，然后，目前的机器人工作空间的确定方式比较复杂，使得绘制出来的机器人的工作空间不够直观。

针对上述相关技术中机器人的工作空间的绘制方式比较复杂，绘制出来的机器人的工作空间不够直观的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种六轴机器人工作范围的确定方法及装置，以至少解决相关技术中机器人的工作空间的绘制方式比较复杂，绘制出来的机器人的工作空间不够直观的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种六轴机器人工作范围的确定方法，包括：确定六轴机器人的多个旋转中心，其中，所述多个旋转半径是基于所述六轴机器人的各个关节的特征信息来确定的；确定所述六轴机器人以所述多个旋转中心中每一个旋转中心进行旋转时的旋转半径；控制所述六轴机器人以所述多个旋转中心中每一个旋转中心为中心，并根据所述每一个旋转中心的旋转半径进行旋转，得到所述六轴机器人的末端法兰中心在每次旋转极限所处的空间位置信息；基于所述空间位置信息确定所述六轴机器人的工作范围。

可选地，所述多个旋转中心的数量为两个，确定六轴机器人的多个旋转中心，包括：将所述六轴机器人的第三关节靠近机器人底座的一端确定为第一旋转中心；将所述六轴机器人的第三关节靠近机器人第四关节的一端确定为第二旋转中心。

可选地，在确定所述六轴机器人以所述多个旋转中心中每一个旋转中心进行旋转时的旋转半径之前，该六轴机器人工作范围的确定方法还包括：基于所述六轴机器人的结构特征信息确定所述六轴机器人中关节长度信息，其中，所述关节长度信息包括：所述六轴机器人的第三关节的长度值一、所述六轴机器人中第四关节至第六关节的长度值二、所述六轴机器人中第六关节的长度值三。

可选地，确定所述六轴机器人以所述多个旋转中心中每一个旋转中心进行旋转时的旋转半径，包括：通过第一公式确定所述六轴机器人的第一旋转半径，其中，所述第一公式为：

R₁表示第一旋转半径，L₁表示所述长度值一，L₂表示所述长度值二，L₃表示所述长度值三；通过第二公式确定所述六轴机器人的第二旋转半径，其中，所述第二公式为：

R₂表示第一旋转半径，L₂表示所述长度值二，L₃表示所述长度值三。

可选地，控制所述六轴机器人以所述多个旋转中心中每一个旋转中心为中心，并根据所述每一个旋转中心的旋转半径进行旋转，得到所述六轴机器人的末端法兰中心在每次旋转极限所处的空间位置信息，包括：控制所述六轴机器人以所述第一旋转中心为中心进行扩展，以保持极限姿态；控制所述六轴机器人在所述极限姿态下，以所述第一旋转中心为中心，并以所述第一旋转半径为旋转半径在第一预定旋转范围内进行旋转，得到所述六轴机器人在所述第一旋转范围对应的极限位置点处的第一端点和第二端点；控制所述六轴机器人分别在所述第一端点和第二端点时，以所述第二旋转中心为中心，并以第二旋转半径为旋转半径在第二预定旋转范围内进行旋转，得到所述六轴机器人在所述第二旋转范围对应的极限位置点处的第三端点和第四端点；控制所述六轴机器人分别在所述第三端点时，以所述第一旋转中心为中心，并以第一旋转半径为旋转半径进行旋转，使得所述第三关节处于零点位置，得到第五端点。

可选地，确定所述六轴机器人以所述多个旋转中心中每一个旋转中心进行旋转时的旋转半径，包括：通过第三公式确定所述六轴机器人的第三旋转半径，其中，所述第三公式为：

R₃表示第一旋转半径，R₂表示第二旋转半径，cosθ表示以预定圆心与所述第三端点所在连线为第一条边、以所述第一旋转中心与所述预定圆心所在连线为第二条边的三角形中所述第一条边与所述第二条边的夹角，所述预定圆心为所述第一旋转中心与所述第一端点的连接线与所述第二旋转半径的交点。

可选地，控制所述六轴机器人以所述多个旋转中心中每一个旋转中心为中心，并根据所述每一个旋转中心的旋转半径进行旋转，得到所述六轴机器人的末端法兰中心在每次旋转极限所处的空间位置信息，包括：控制所述六轴机器人分别在所述第四端点时，以所述第一旋转中心为中心，并以第三旋转半径为旋转半径进行旋转，使得所述第三关节处于零点位置，得到第六端点。

可选地，基于所述空间位置信息确定所述六轴机器人的工作范围，包括：基于所述第一端点和所述第二端点生成所述六轴机器人的工作空间的第一段圆弧；基于所述第一端点和所述第三端点生成所述六轴机器人的工作空间的第二段圆弧；基于所述第二端点以及所述第四端点生成所述六轴机器人的工作空间的第三段圆弧；基于所述第四端点以及所述第五端点生成所述六轴机器人的工作空间的第四段圆弧；基于所述第三端点以及所述第六端点生成所述六轴机器人的工作空间的第五段圆弧；将所述第五端点与所述第六端点连接，并结合所述第一段圆弧、所述第二段圆弧、所述第三段圆弧、第四段圆弧以及第五段圆弧得到所述工作空间。

根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种六轴机器人工作范围的确定装置，包括：第一确定单元，用于确定六轴机器人的多个旋转中心，其中，所述多个旋转半径是基于所述六轴机器人的各个关节的特征信息来确定的；第二确定单元，用于确定所述六轴机器人以所述多个旋转中心中每一个旋转中心进行旋转时的旋转半径；控制单元，用于控制所述六轴机器人以所述多个旋转中心中每一个旋转中心为中心，并根据所述每一个旋转中心的旋转半径进行旋转，得到所述六轴机器人的末端法兰中心在每次旋转极限所处的空间位置信息；第三确定单元，用于基于所述空间位置信息确定所述六轴机器人的工作范围。

可选地，所述多个旋转中心的数量为两个，所述第一确定单元，包括：第一确定模块，用于将所述六轴机器人的第三关节靠近机器人底座的一端确定为第一旋转中心；第二确定模块，用于将所述六轴机器人的第三关节靠近机器人第四关节的一端确定为第二旋转中心。

可选地，该六轴机器人工作范围的确定装置还包括：第四确定单元，用于在确定所述六轴机器人以所述多个旋转中心中每一个旋转中心进行旋转时的旋转半径之前，基于所述六轴机器人的结构特征信息确定所述六轴机器人中关节长度信息，其中，所述关节长度信息包括：所述六轴机器人的第三关节的长度值一、所述六轴机器人中第四关节至第六关节的长度值二、所述六轴机器人中第六关节的长度值三。

可选地，所述第二确定单元，包括：第三确定模块，用于通过第一公式确定所述六轴机器人的第一旋转半径，其中，所述第一公式为：

R₁表示第一旋转半径，L₁表示所述长度值一，L₂表示所述长度值二，L₃表示所述长度值三；第四确定模块，用于通过第二公式确定所述六轴机器人的第二旋转半径，其中，所述第二公式为：

R₂表示第一旋转半径，L₂表示所述长度值二，L₃表示所述长度值三。

可选地，所述控制单元，包括：第一控制模块，用于控制所述六轴机器人以所述第一旋转中心为中心进行扩展，以保持极限姿态；第二控制模块，用于控制所述六轴机器人在所述极限姿态下，以所述第一旋转中心为中心，并以所述第一旋转半径为旋转半径在第一预定旋转范围内进行旋转，得到所述六轴机器人在所述第一旋转范围对应的极限位置点处的第一端点和第二端点；第三控制模块，用于控制所述六轴机器人分别在所述第一端点和第二端点时，以所述第二旋转中心为中心，并以第二旋转半径为旋转半径在第二预定旋转范围内进行旋转，得到所述六轴机器人在所述第二旋转范围对应的极限位置点处的第三端点和第四端点；第四控制模块，用于控制所述六轴机器人分别在所述第三端点时，以所述第一旋转中心为中心，并以第一旋转半径为旋转半径进行旋转，使得所述第三关节处于零点位置，得到第五端点。

可选地，所述第二确定单元，包括：第五确定模块，用于通过第三公式确定所述六轴机器人的第三旋转半径，其中，所述第三公式为：

R₃表示第一旋转半径，R₂表示第二旋转半径，cosθ表示以预定圆心与所述第三端点所在连线为第一条边、以所述第一旋转中心与所述预定圆心所在连线为第二条边的三角形中所述第一条边与所述第二条边的夹角，所述预定圆心为所述第一旋转中心与所述第一端点的连接线与所述第二旋转半径的交点。

可选地，所述控制单元，包括：第五控制模块，用于控制所述六轴机器人分别在所述第四端点时，以所述第一旋转中心为中心，并以第三旋转半径为旋转半径进行旋转，使得所述第三关节处于零点位置，得到第六端点。

可选地，所述第三确定单元，包括：第一生成模块，用于基于所述第一端点和所述第二端点生成所述六轴机器人的工作空间的第一段圆弧；第二生成模块，用于基于所述第一端点和所述第三端点生成所述六轴机器人的工作空间的第二段圆弧；第三生成模块，用于基于所述第二端点以及所述第四端点生成所述六轴机器人的工作空间的第三段圆弧；第四生成模块，用于基于所述第四端点以及所述第五端点生成所述六轴机器人的工作空间的第四段圆弧；第五生成模块，用于基于所述第三端点以及所述第六端点生成所述六轴机器人的工作空间的第五段圆弧；第六生成模块，用于将所述第五端点与所述第六端点连接，并结合所述第一段圆弧、所述第二段圆弧、所述第三段圆弧、第四段圆弧以及第五段圆弧得到所述工作空间。

根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种机器人，使用上述中任一项所述的六轴机器人工作范围的确定方法。

根据本发明实施例的另外一个方面，还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包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序被处理器运行时控制所述计算机存储介质所在设备执行上述任一项所述的六轴机器人工作范围的确定方法。

根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种处理器，所述处理器用于运行计算机程序，其中，所述计算机程序运行时执行上述中任一项所述的六轴机器人工作范围的确定方法。

在本发明实施例中，采用确定六轴机器人的多个旋转中心，其中，多个旋转半径是基于六轴机器人的各个关节的特征信息来确定的；确定六轴机器人以多个旋转中心中每一个旋转中心进行旋转时的旋转半径；控制六轴机器人以多个旋转中心中每一个旋转中心为中心，并根据每一个旋转中心的旋转半径进行旋转，得到六轴机器人的末端法兰中心在每次旋转极限所处的空间位置信息；基于空间位置信息确定六轴机器人的工作范围，通过本发明实施例提供的六轴机器人工作范围的确定方法，实现了可以基于确定的六轴机器人的旋转半径旋转中心来控制六轴机器人进行旋转以确定六轴机器人的工作空间的目的，达到了提高六轴机器人的工作空间绘制的精确度的技术效果，同时也简化了六轴机器人的工作空间绘制的流程，进而解决了相关技术中机器人的工作空间的绘制方式比较复杂，绘制出来的机器人的工作空间不够直观的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，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的六轴机器人工作范围的确定方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的六轴机器人的示意图；

图3是根据本发明实施例的六轴机器人的工作空间的示意图；

图4是根据本发明实施例的六轴机器人工作范围的确定装置的示意图。

具体实施方式

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能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。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。

实施例1

根据本发明实施例，提供了一种六轴机器人工作范围的确定方法的方法实施例，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。

图1是根据本发明实施例的六轴机器人工作范围的确定方法的流程图，如图1所示，该六轴机器人工作范围的确定方法包括如下步骤：

步骤S102，确定六轴机器人的多个旋转中心，其中，多个旋转半径是基于六轴机器人的各个关节的特征信息来确定的。

可选的，在本发明实施例中，六轴机器人的第一关节为机器人的底座，该底座可以带动机器人上底座以上部分360°运动，第二关节设置在机器人底座与第三关节之间，在第三关节靠近第二关节的一端为机器人的第一旋转中心所在处，即，图2中的A点(图2是根据本发明实施例的六轴机器人的示意图)，在第三关节靠近第四关节的一端为机器人的第二旋转中心所在处，即图2中的B点。

可选的，上述特征信息可以是基于六轴机器人的各个关节的长度信息、各个关节之间的相对关系等。

步骤S104，确定六轴机器人以多个旋转中心中每一个旋转中心进行旋转时的旋转半径。

步骤S106，控制六轴机器人以多个旋转中心中每一个旋转中心为中心，并根据每一个旋转中心的旋转半径进行旋转，得到六轴机器人的末端法兰中心在每次旋转极限所处的空间位置信息。

步骤S108，基于空间位置信息确定六轴机器人的工作范围。

由上可知，在本发明实施例中，可以确定六轴机器人的多个旋转中心，其中，多个旋转半径是基于六轴机器人的各个关节的特征信息来确定的；确定六轴机器人以多个旋转中心中每一个旋转中心进行旋转时的旋转半径；控制六轴机器人以多个旋转中心中每一个旋转中心为中心，并根据每一个旋转中心的旋转半径进行旋转，得到六轴机器人的末端法兰中心在每次旋转极限所处的空间位置信息；基于空间位置信息确定六轴机器人的工作范围，实现了可以基于确定的六轴机器人的旋转半径旋转中心来控制六轴机器人进行旋转以确定六轴机器人的工作空间的目的，达到了提高六轴机器人的工作空间绘制的精确度的技术效果，同时也简化了六轴机器人的工作空间绘制的流程。

因此，通过本发明实施例提供的六轴机器人工作范围的确定方法，解决了相关技术中机器人的工作空间的绘制方式比较复杂，绘制出来的机器人的工作空间不够直观的技术问题。

在一种可选的实施例中，多个旋转中心的数量为两个，确定六轴机器人的多个旋转中心，包括：将六轴机器人的第三关节靠近机器人底座的一端确定为第一旋转中心；将六轴机器人的第三关节靠近机器人第四关节的一端确定为第二旋转中心。

其中，上述第一旋转中心以及第二旋转中心可以为如图2所示的A点和B点。

在一种可选的实施例中，在确定六轴机器人以多个旋转中心中每一个旋转中心进行旋转时的旋转半径之前，该六轴机器人工作范围的确定方法还可以包括：基于六轴机器人的结构特征信息确定六轴机器人中关节长度信息，其中，关节长度信息包括：六轴机器人的第三关节的长度值一、六轴机器人中第四关节至第六关节的长度值二、六轴机器人中第六关节的长度值三。

在该实施例中，第三关节的长度值一可以为如图2所示的L1对应的位置，六轴机器人中第四关节至第六关节的长度值二可以为如图2所示的L2对应的位置，六轴机器人中第六关节的长度值三可以为如图2所示的L3对应的位置。

在一种可选的实施例中，确定六轴机器人以多个旋转中心中每一个旋转中心进行旋转时的旋转半径，包括：通过第一公式确定六轴机器人的第一旋转半径，其中，第一公式为：

R₁表示第一旋转半径，L₁表示长度值一，L₂表示长度值二，L₃表示长度值三；通过第二公式确定六轴机器人的第二旋转半径，其中，第二公式为：

R₂表示第一旋转半径，L₂表示长度值二，L₃表示长度值三。

在一种可选的实施例中，控制六轴机器人以多个旋转中心中每一个旋转中心为中心，并根据每一个旋转中心的旋转半径进行旋转，得到六轴机器人的末端法兰中心在每次旋转极限所处的空间位置信息，包括：控制六轴机器人以第一旋转中心为中心进行扩展，以保持极限姿态；控制六轴机器人在极限姿态下，以第一旋转中心为中心，并以第一旋转半径为旋转半径在第一预定旋转范围内进行旋转，得到六轴机器人在第一旋转范围对应的极限位置点处的第一端点和第二端点；控制六轴机器人分别在第一端点和第二端点时，以第二旋转中心为中心，并以第二旋转半径为旋转半径在第二预定旋转范围内进行旋转，得到六轴机器人在第二旋转范围对应的极限位置点处的第三端点和第四端点；控制六轴机器人分别在第三端点时，以第一旋转中心为中心，并以第一旋转半径为旋转半径进行旋转，使得第三关节处于零点位置，得到第五端点。

在该实施例中，可以以旋转中心A(即，第一旋转中心)为中心让六轴机器人的所有关节伸长，然后以这个极限的姿态进行运动，具体的运转半径公式可以上述第一公式：

这里六轴机器人以R1为半径，以旋转中心A进行旋转，由于在设计之初，第二关节也就是旋转中处的旋转范围已经设定为-65°-+85°(顺时针旋转为+，逆时针为-)，则此时以R1为半径，以旋转中心A为旋转中心时的两个极限位置点对应的就是图2中所示的P1、P2两点，机器人所能达到的最大的距离范围的第一道圆弧

便完成；然后以机器人在极限位置P1处为此时机器人的初始位置，以旋转中心B进行旋转，机器人的其他关节位置状态不变化，这个时候的运转半径公式(即，第二公式)为：

此处，六轴机器人以R2为半径，以旋转中心B进行旋转，由于在设计之初关节3也就旋转中心B处的旋转范围已经设定为-226°-+84°(顺时针旋转为+，逆时针为-)。

需要注意的是，此时六轴机器人的姿态由于不是零位点，因此这个姿态的六轴机器人在J3关节(即，第三关节)处的旋转角不为0，具体计算时需要将4、5、6关节摆在零位点后再开始进行具体的角度计算；由于六轴机器人在P1处的极限位置姿态时，若部分负位转动的范围已经被

所包含，因此被包含的一部分会被省略，其在正方向绕着旋转中心B进行旋转时，正方向的极限位置为P4，第二道圆弧

便完成。

同理，六轴机器人在极限位置P2处时同样以旋转中心B进行旋转，以R2为半径进行画圆弧得到正方向的极限位置为P3，第三道圆弧

便完成。

在画第二道圆弧

以及第三道圆弧

时需注意，由于两者皆是J3关节处于的极限位置进行计算的，因此在此时还应考虑4、5、6关节在运动时可能与机器人的底座以及J2关节本体发生干涉的现象，因此在计算的过程中会减去干涉的部位。

然后，机器人在极限位置P3时以L1为旋转半径，以A点为旋转中心进行旋转，使关节3处于零点位置，也就是竖直的位置，便可以得到P6点，第四道圆弧

便完成。

在一种可选的实施例中，确定六轴机器人以多个旋转中心中每一个旋转中心进行旋转时的旋转半径，包括：通过第三公式确定六轴机器人的第三旋转半径，其中，第三公式为：

R₃表示第一旋转半径，R₂表示第二旋转半径，cosθ表示以预定圆心与第三端点所在连线为第一条边、以第一旋转中心与预定圆心所在连线为第二条边的三角形中第一条边与第二条边的夹角，预定圆心为第一旋转中心与第一端点的连接线与第二旋转半径的交点。

如图2所示，O点为预定圆心所在位置处，即，交点，AO为第一条边，OP₄为第二条边，θ角即图2中第一条边AO与第二条边OP₄的夹角，R₃即图2中的AP₄，在三角形AP₄O中，可以基于上述第三公式得到第三旋转半径。

在一种可选的实施例中，控制六轴机器人以多个旋转中心中每一个旋转中心为中心，并根据每一个旋转中心的旋转半径进行旋转，得到六轴机器人的末端法兰中心在每次旋转极限所处的空间位置信息，包括：控制六轴机器人分别在第四端点时，以第一旋转中心为中心，并以第三旋转半径为旋转半径进行旋转，使得第三关节处于零点位置，得到第六端点。

在该实施例中，六轴机器人在极限位置P4时以R3为旋转半径，以A点为旋转中心进行旋转，使关节3处于零点位置，也就是竖直的位置，便可以得到P5点，第五道圆弧

便完成。

最后用圆弧曲线将P5、P6两点连接得到最后的封闭圆弧段

在一种可选的实施例中，基于空间位置信息确定六轴机器人的工作范围，包括：基于第一端点和第二端点生成六轴机器人的工作空间的第一段圆弧；基于第一端点和第三端点生成六轴机器人的工作空间的第二段圆弧；基于第二端点以及第四端点生成六轴机器人的工作空间的第三段圆弧；基于第四端点以及第五端点生成六轴机器人的工作空间的第四段圆弧；基于第三端点以及第六端点生成六轴机器人的工作空间的第五段圆弧；将第五端点与第六端点连接，并结合第一段圆弧、第二段圆弧、第三段圆弧、第四段圆弧以及第五段圆弧得到工作空间。

图3是根据本发明实施例的六轴机器人的工作空间的示意图，如图3所示，可以比较清楚直观地观察到六轴机器人的工作空间范围。

由上可知，在本发明实施例中，可以在找到六轴机器人的工作空间中各段圆弧的端点位置和对应的半径就可以画出所有的圆弧，如图2所示，6段圆弧的端点对应的为P1、P2、P3、P4、P5、P6，是六轴机器人末端法兰中心点在6种极限姿态下所处的空间位置。

通过本发明实施例提供的六轴机器人工作范围的确定方法，可以提供六轴机器人工作空间绘制的精确度，进而可以增加六轴机器人使用过程中的安全性以及可靠性。

实施例2

根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种六轴机器人工作范围的确定装置，图4是根据本发明实施例的六轴机器人工作范围的确定装置的示意图，如图4所示，该六轴机器人工作范围的确定装置包括：第一确定单元41，第二确定单元43，控制单元45以及第三确定单元47。下面对该六轴机器人工作范围的确定装置进行说明。

第一确定单元41，用于确定六轴机器人的多个旋转中心，其中，多个旋转半径是基于六轴机器人的各个关节的特征信息来确定的。

第二确定单元43，用于确定六轴机器人以多个旋转中心中每一个旋转中心进行旋转时的旋转半径。

控制单元45，用于控制六轴机器人以多个旋转中心中每一个旋转中心为中心，并根据每一个旋转中心的旋转半径进行旋转，得到六轴机器人的末端法兰中心在每次旋转极限所处的空间位置信息。

第三确定单元47，用于基于空间位置信息确定六轴机器人的工作范围。

此处需要说明的是，上述第一确定单元41，第二确定单元43，控制单元45以及第三确定单元47对应于实施例1中的步骤S102至S108，上述单元与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例1所公开的内容。需要说明的是，上述单元作为装置的一部分可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。

由上可知，在本申请上述实施例中，可以利用第一确定单元确定六轴机器人的多个旋转中心，其中，多个旋转半径是基于六轴机器人的各个关节的特征信息来确定的；然后利用第二确定单元确定六轴机器人以多个旋转中心中每一个旋转中心进行旋转时的旋转半径；接着利用控制单元控制六轴机器人以多个旋转中心中每一个旋转中心为中心，并根据每一个旋转中心的旋转半径进行旋转，得到六轴机器人的末端法兰中心在每次旋转极限所处的空间位置信息；以及利用第三确定单元基于空间位置信息确定六轴机器人的工作范围。通过本发明实施例提供的六轴机器人工作范围的确定装置，实现了可以基于确定的六轴机器人的旋转半径旋转中心来控制六轴机器人进行旋转以确定六轴机器人的工作空间的目的，达到了提高六轴机器人的工作空间绘制的精确度的技术效果，同时也简化了六轴机器人的工作空间绘制的流程，解决了相关技术中机器人的工作空间的绘制方式比较复杂，绘制出来的机器人的工作空间不够直观的技术问题。

在一种可选的实施例中，多个旋转中心的数量为两个，第一确定单元，包括：第一确定模块，用于将六轴机器人的第三关节靠近机器人底座的一端确定为第一旋转中心；第二确定模块，用于将六轴机器人的第三关节靠近机器人第四关节的一端确定为第二旋转中心。

在一种可选的实施例中，该六轴机器人工作范围的确定装置还包括：第四确定单元，用于在确定六轴机器人以多个旋转中心中每一个旋转中心进行旋转时的旋转半径之前，基于六轴机器人的结构特征信息确定六轴机器人中关节长度信息，其中，关节长度信息包括：六轴机器人的第三关节的长度值一、六轴机器人中第四关节至第六关节的长度值二、六轴机器人中第六关节的长度值三。

在一种可选的实施例中，第二确定单元，包括：第三确定模块，用于通过第一公式确定六轴机器人的第一旋转半径，其中，第一公式为：

R₁表示第一旋转半径，L₁表示长度值一，L₂表示长度值二，L₃表示长度值三；第四确定模块，用于通过第二公式确定六轴机器人的第二旋转半径，其中，第二公式为：

R₂表示第一旋转半径，L₂表示长度值二，L₃表示长度值三。

在一种可选的实施例中，控制单元，包括：第一控制模块，用于控制六轴机器人以第一旋转中心为中心进行扩展，以保持极限姿态；第二控制模块，用于控制六轴机器人在极限姿态下，以第一旋转中心为中心，并以第一旋转半径为旋转半径在第一预定旋转范围内进行旋转，得到六轴机器人在第一旋转范围对应的极限位置点处的第一端点和第二端点；第三控制模块，用于控制六轴机器人分别在第一端点和第二端点时，以第二旋转中心为中心，并以第二旋转半径为旋转半径在第二预定旋转范围内进行旋转，得到六轴机器人在第二旋转范围对应的极限位置点处的第三端点和第四端点；第四控制模块，用于控制六轴机器人分别在第三端点时，以第一旋转中心为中心，并以第一旋转半径为旋转半径进行旋转，使得第三关节处于零点位置，得到第五端点。

在一种可选的实施例中，第二确定单元，包括：第五确定模块，用于通过第三公式确定六轴机器人的第三旋转半径，其中，第三公式为：

R₃表示第一旋转半径，R₂表示第二旋转半径，cosθ表示以预定圆心与第三端点所在连线为第一条边、以第一旋转中心与预定圆心所在连线为第二条边的三角形中第一条边与第二条边的夹角，预定圆心为第一旋转中心与第一端点的连接线与第二旋转半径的交点。

在一种可选的实施例中，控制单元，包括：第五控制模块，用于控制六轴机器人分别在第四端点时，以第一旋转中心为中心，并以第三旋转半径为旋转半径进行旋转，使得第三关节处于零点位置，得到第六端点。

在一种可选的实施例中，第三确定单元，包括：第一生成模块，用于基于第一端点和第二端点生成六轴机器人的工作空间的第一段圆弧；第二生成模块，用于基于第一端点和第三端点生成六轴机器人的工作空间的第二段圆弧；第三生成模块，用于基于第二端点以及第四端点生成六轴机器人的工作空间的第三段圆弧；第四生成模块，用于基于第四端点以及第五端点生成六轴机器人的工作空间的第四段圆弧；第五生成模块，用于基于第三端点以及第六端点生成六轴机器人的工作空间的第五段圆弧；第六生成模块，用于将第五端点与第六端点连接，并结合第一段圆弧、第二段圆弧、第三段圆弧、第四段圆弧以及第五段圆弧得到工作空间。

实施例3

根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种机器人，使用上述中任一项的六轴机器人工作范围的确定方法。

实施例4

根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在计算机程序被处理器运行时控制计算机存储介质所在设备执行上述任一项的六轴机器人工作范围的确定方法。

实施例5

根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行计算机程序，其中，计算机程序运行时执行上述中任一项的六轴机器人工作范围的确定方法。

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。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。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或者该技术方案的全部或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中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种六轴机器人工作范围的确定方法，其特征在于，包括：

确定六轴机器人的多个旋转中心，其中，所述多个旋转中心是基于所述六轴机器人的各个关节的特征信息来确定的；

确定所述六轴机器人以所述多个旋转中心中每一个旋转中心进行旋转时的旋转半径；

控制所述六轴机器人以所述多个旋转中心中每一个旋转中心为中心，并根据所述每一个旋转中心的旋转半径进行旋转，得到所述六轴机器人的末端法兰中心在每次旋转极限所处的空间位置信息；

基于所述空间位置信息确定所述六轴机器人的工作范围；

其中，所述多个旋转中心的数量为两个，确定六轴机器人的多个旋转中心，包括：

将所述六轴机器人的第三关节靠近机器人底座的一端确定为第一旋转中心；

将所述六轴机器人的第三关节靠近机器人第四关节的一端确定为第二旋转中心；

在确定所述六轴机器人以所述多个旋转中心中每一个旋转中心进行旋转时的旋转半径之前，还包括：

基于所述六轴机器人的结构特征信息确定所述六轴机器人中关节长度信息，其中，所述关节长度信息包括：所述六轴机器人的第三关节的长度值一、所述六轴机器人中第四关节至第六关节的长度值二、所述六轴机器人中第六关节的长度值三；

确定所述六轴机器人以所述多个旋转中心中每一个旋转中心进行旋转时的旋转半径，包括：

通过第一公式确定所述六轴机器人的第一旋转半径，其中，所述第一公式为：

，

表示第一旋转半径，

表示所述长度值一，

，

表示所述长度值三；

通过第二公式确定所述六轴机器人的第二旋转半径，其中，所述第二公式为：

，

表示第一旋转半径，

，

表示所述长度值三。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制所述六轴机器人以所述多个旋转中心中每一个旋转中心为中心，并根据所述每一个旋转中心的旋转半径进行旋转，得到所述六轴机器人的末端法兰中心在每次旋转极限所处的空间位置信息，包括：

控制所述六轴机器人以所述第一旋转中心为中心进行扩展，以保持极限姿态；

控制所述六轴机器人在所述极限姿态下，以所述第一旋转中心为中心，并以所述第一旋转半径为旋转半径在第一预定旋转范围内进行旋转，得到所述六轴机器人在所述第一旋转范围对应的极限位置点处的第一端点和第二端点；

控制所述六轴机器人分别在所述第一端点和第二端点时，以所述第二旋转中心为中心，并以第二旋转半径为旋转半径在第二预定旋转范围内进行旋转，得到所述六轴机器人在所述第二旋转范围对应的极限位置点处的第三端点和第四端点；

控制所述六轴机器人分别在所述第三端点时，以所述第一旋转中心为中心，并以第一旋转半径为旋转半径进行旋转，使得所述第三关节处于零点位置，得到第五端点。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定所述六轴机器人以所述多个旋转中心中每一个旋转中心进行旋转时的旋转半径，包括：

通过第三公式确定所述六轴机器人的第三旋转半径，其中，所述第三公式为：

，

表示第三旋转半径，

表示第二旋转半径，

与所述第三端点所在连线为第一条边、以所述第一旋转中心与所述预定圆心所在连线为第二条边的三角形中所述第一条边与所述第二条边的夹角，所述预定圆心为所述第一旋转中心与所述第一端点的连接线与所述第二旋转半径的交点。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，控制所述六轴机器人以所述多个旋转中心中每一个旋转中心为中心，并根据所述每一个旋转中心的旋转半径进行旋转，得到所述六轴机器人的末端法兰中心在每次旋转极限所处的空间位置信息，包括：

控制所述六轴机器人分别在所述第四端点时，以所述第一旋转中心为中心，并以第三旋转半径为旋转半径进行旋转，使得所述第三关节处于零点位置，得到第六端点。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于所述空间位置信息确定所述六轴机器人的工作范围，包括：

基于所述第一端点和所述第二端点生成所述六轴机器人的工作空间的第一段圆弧；

基于所述第一端点和所述第三端点生成所述六轴机器人的工作空间的第二段圆弧；

基于所述第二端点以及所述第四端点生成所述六轴机器人的工作空间的第三段圆弧；

基于所述第四端点以及所述第五端点生成所述六轴机器人的工作空间的第四段圆弧；

基于所述第三端点以及所述第六端点生成所述六轴机器人的工作空间的第五段圆弧；

将所述第五端点与所述第六端点连接，并结合所述第一段圆弧、所述第二段圆弧、所述第三段圆弧、第四段圆弧以及第五段圆弧得到所述工作空间。

6.一种六轴机器人工作范围的确定装置，其特征在于，包括：

第一确定单元，用于确定六轴机器人的多个旋转中心，其中，所述多个旋转中心是基于所述六轴机器人的各个关节的特征信息来确定的；

第二确定单元，用于确定所述六轴机器人以所述多个旋转中心中每一个旋转中心进行旋转时的旋转半径；

控制单元，用于控制所述六轴机器人以所述多个旋转中心中每一个旋转中心为中心，并根据所述每一个旋转中心的旋转半径进行旋转，得到所述六轴机器人的末端法兰中心在每次旋转极限所处的空间位置信息；

第三确定单元，用于基于所述空间位置信息确定所述六轴机器人的工作范围；

其中，所述多个旋转中心的数量为两个，所述第一确定单元，包括：第一确定模块，用于将所述六轴机器人的第三关节靠近机器人底座的一端确定为第一旋转中心；第二确定模块，用于将所述六轴机器人的第三关节靠近机器人第四关节的一端确定为第二旋转中心；

该六轴机器人工作范围的确定装置还包括：第四确定单元，用于在确定所述六轴机器人以所述多个旋转中心中每一个旋转中心进行旋转时的旋转半径之前，基于所述六轴机器人的结构特征信息确定所述六轴机器人中关节长度信息，其中，所述关节长度信息包括：所述六轴机器人的第三关节的长度值一、所述六轴机器人中第四关节至第六关节的长度值二、所述六轴机器人中第六关节的长度值三；

所述第二确定单元，包括：第三确定模块，用于通过第一公式确定所述六轴机器人的第一旋转半径，其中，所述第一公式为：

，

表示第一旋转半径，

表示所述长度值一，

，

表示所述长度值三；第四确定模块，用于通过第二公式确定所述六轴机器人的第二旋转半径，其中，所述第二公式为：

，

表示第一旋转半径，

，

表示所述长度值三。

7.一种机器人，其特征在于，使用权利要求1至5中任一项所述的六轴机器人工作范围的确定方法。

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