CN113021360B - 一种降低机器人对安装平台作用力的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种降低机器人对安装平台作用力的方法，所述方法包括：建立机器人对安装平台的作用力模型；获取机器人的作用力阈值，所述作用力阈值表示机器人对安装平台的最大允许作用力；根据所述运动规划参数获取机器人的预期关节运行参数，根据所述预期关节运行参数和所述作用力模型，获取机器人对安装平台的预期作用力；比较所述预期作用力和所述作用力阈值，当所述预期作用力大于所述作用力阈值时，调整所述运动规划参数，基于调整后的运动规划参数生成插补轨迹运行，以使得机器人对安装平台的作用力小于作用力阈值。本发明的有益效果是：降低机器人对安装平台的刚度和强度要求，机器人易于部署。

Description

一种降低机器人对安装平台作用力的方法
技术领域
本发明涉及工业机器人领域，特别是涉及一种降低机器人对安装平台作用力的方法。
背景技术
工业机器人是在工业环境中广泛使用的一类机器人，能够被固定至安装平台以执行工作，机器人运行过程中对安装平台产生作用力，且该作用力为变化的作用力，由于机器人对安装平台存在作用力，其要求安装平台具有较好的刚度及强度，使得机器人对部署环境的要求较高，例如当机器人安装于AGV(Automated Guided Vehicle)等载体上执行工作时，或者当机器人侧装、倒装时，要满足安装平台的刚度和强度要求难度较高，从而增加了机器人的部署难度。
因此，有必要设计一种降低机器人对安装平台作用力的方法，使得机器人易于部署。
发明内容
鉴于此，本发明的目的在于提供一种降低机器人对安装平台作用力的方法及机器人，以解决现有技术中的机器人对安装平台作用力较大从而使得对安装平台刚度和强度要求高，增加机器人部署难度的问题。
本发明可采用如下技术方案:一种降低机器人对安装平台作用力的方法，所述机器人被固定连接至安装平台，机器人包括若干关节以提供驱动力，机器人根据工作路径与运动规划参数生成插补轨迹运行，所述方法包括：建立机器人对安装平台的作用力模型；获取机器人的作用力阈值，所述作用力阈值表示机器人对安装平台的最大允许作用力；根据所述运动规划参数获取机器人的预期关节运行参数，根据所述预期关节运行参数和所述作用力模型，获取机器人对安装平台的预期作用力；比较所述预期作用力和所述作用力阈值，当所述预期作用力大于所述作用力阈值时，调整所述运动规划参数，基于调整后的运动规划参数生成插补轨迹运行，以使得机器人对安装平台的作用力小于作用力阈值，其中，当所述预期作用力大于所述作用力阈值时，调整所述运动规划参数以改变所述预期关节运行参数，重新获取机器人对安装平台的预期作用力，当预期作用力小于作用力阈值时，机器人根据调整后的运动规划参数生成插补轨迹运行。
进一步的，所述获取机器人的作用力阈值包括：获取机器人预先设定的作用力阈值，或通过外部设备交互获取机器人的作用力阈值。
进一步的，机器人的关节运行参数包括关节速度、关节加速度、关节位置中的至少部分。
本发明还可采用如下技术方案：一种机器人，所述机器人被固定至安装平台，机器人包括若干关节以提供驱动力，机器人根据工作路径与运动规划参数生成插补轨迹运行，所述机器人包括：建模单元，用于建立机器人对安装平台的作用力模型；预设单元，用于预先设定机器人的作用力阈值，所述作用力阈值表示机器人对安装平台的最大允许作用力；获取单元，用于根据所述运动规划参数获取机器人的预期关节运行参数，根据所述预期关节运行参数和所述作用力模型，获取机器人对安装平台的预期作用力；比较单元，用于比较所述预期作用力和所述作用力阈值，当所述预期作用力大于所述作用力阈值时，调整所述运动规划参数；控制单元，用于基于调整后的运动规划参数生成插补轨迹运行，以使得机器人对安装平台的作用力小于作用力阈值。
进一步的，所述预设单元用于与外部设备交互设定机器人的作用力阈值。
进一步的，机器人的关节运行参数包括关节速度、关节加速度、关节位置中的至少部分。
与现有技术相比，本发明具体实施方式的有益效果为：通过设定作用力阈值的方式，将机器人的预期作用力与作用力阈值比较，并在预期作用力大于作用力阈值时及时调整机器人的运动规划参数，使得机器人运行中对安装平台实际的作用力小于作用力阈值，减小了对安装平台的刚度和强度要求，机器人更易于部署。
附图说明
以上所述的本发明的目的、技术方案以及有益效果可以通过下面附图实现：
图1是本发明一个实施例的机器人固定至安装平台的示意图；
图2是本发明一个实施例的降低机器人对安装平台作用力的方法示意图；
图3是本发明一个实施例的降低机器人对安装平台作用力的流程图；
图4是本发明一个实施例的机器人的模块图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例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，都属于本发明保护的范围。
其中，“上”、“下”、“左”、“右”等的用语，是用于描述各个结构在附图中的相对位置关系，仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
本发明保护一种降低机器人对安装平台作用力的方法，参图1，图1示出了机器人100被固定连接至安装平台200的示意图，机器人100包括若干关节10以提供驱动力，机器人100根据工作路径与运动规划参数生成插补轨迹运行，其中，机器人100的工作路径由用户进行设定，例如，用户通常能够通过示教器定义机器人的工作路径，机器人100包括默认的运动规划参数，机器人100基于上述的工作路径和运动规划参数生成插补轨迹，机器人100基于插补轨迹运行，本实施例中，通过对机器人100的默认的运动规划参数进行修改，使得机器人100对安装平台200的作用力减小。其中，所述安装平台200可以形成为工作桌面、AGV小车等常见安装形式。
其中，机器人的运动规划参数包括关节速度、加速度、加加速度、运行时间、交融半径等机器人运行的参数信息，机器人的运动规划参数即机器人执行运动规划时所需的各项参数，通过机器人的运动规划参数可以获知机器人的预期关节运行参数，当修改机器人的运动规划参数后，机器人的关节运行参数也随之发生变化。
本发明的一个实施例中，参图2，所述方法包括：S1、建立机器人对安装平台的作用力模型，即根据对机器人的相关参数进行处理和分析，建立机器人的对安装平台的作用力模型，所述作用力模型能够基于输入关节运行参数而输出机器人对安装平台的实时作用力；S2、获取机器人的作用力阈值，所述作用力阈值表示机器人对安装平台的最大允许作用力，其中，获取机器人作用力的阈值方式有多种，例如机器人的自带参数可以包括作用力的阈值，或者，通过与其他外部设备交互以获取作用力阈值，例如，用户通过示教器设定作用力阈值，通过机器人示教器获取作用力阈值，机器人在工作过程中限制对安装平台的作用力，从而使得安装平台所收到的作用力小于作用力阈值，只要使得安装平台的刚度和强度能够满足作用力阈值的要求，即能够容易的对机器人进行部署；S3、根据所述运动规划参数获取机器人的预期关节运行参数，根据所述预期关节运行参数和所述作用力模型，获取机器人对安装平台的预期作用力，具体的，机器人运行规划参数包括机器人的关节运行参数，根据机器人的运动规划参数获取机器人的预期关节运行参数，所述预期关节运行参数是机器人即将据此运行的关节运行参数，通过机器人即将运行的预期关节运行参数，计算其对应的预期作用力，能够预先获得机器人即将产生的对安装平台的作用力；以及S4、比较所述预期作用力和所述作用力阈值，当所述预期作用力大于所述作用力阈值时，调整所述运动规划参数，基于调整后的运动规划参数生成插补轨迹运行，以使得机器人对安装平台的作用力小于作用力阈值，具体的，所述预期作用力是机器人根据原有的运动规划参数即将对安装平台产生的作用力，比较所述预期作用力和作用力阈值，并基于预期作用力大于所述作用力阈值时调整运动规划参数，机器人基于调整后的运动规划参数生成插补轨迹运行，从而使得机器人对安装平台的作用力小于作用力阈值，也即通过预期作用力调整机器人对安装平台的实际作用力，使得机器人对安装平台的实际作用力小于作用力阈值。通过根据机器人的作用力模型，对机器人即将产生的作用力进行计算，并在其超过作用力阈值时及时调整运动规划参数，使得机器人在实际运行中，对安装平台的作用力小于作用力阈值，使得机器人易于部署。具体的，对运动规划参数的调整示例性的包括，根据预期作用力大于作用力阈值的幅度，适当的减小运动规划参数的相应部分。
参图3，图3示出了本发明一个实施例的降低机器人对安装平台作用力的流程示意图，如前文所述，建立机器人100对安装平台200的作用力模型、获取机器人的作用力阈值、根据运动规划参数和作用力模型获取机器人对安装平台的预期作用力，比较所述预期作用力和作用力阈值，当所述预期作用力小于所述作用力阈值时，根据所述运动规划参数和工作路径生成插补轨迹运行；当所述预期作用力大于所述作用力阈值时，调整所述运动规划参数，基于调整后的运动规划参数和工作路径生成插补轨迹并据此运行。示例性的，对所述运动规划参数的调整包括减小机器人的各项关节运行参数，具体的，关节运行参数包括关节速度、关节加速度、关节位置中的至少部分，调整所述运动规划参数后，根据调整后的运动规划参数判断预期作用力小于作用力阈值时，机器人根据调整后的运动规划参数和工作路径生成插补轨迹并据此运行，从而使得机器人运行过程中对安装平台的作用力小于作用力阈值。也即，通过根据机器人运动规划参数，得知机器人即将运行状态下的预期关节运行参数，根据预期关节运行参数匹配与之对应的预期作用力，该预期作用力是一个预测值，通过该预期作用力的大小，确定是否对运动规划参数进行调整，以及基于对运动规划参数的调整，使得机器人对安装平台的实际作用力小于作用力阈值。
以上优选实施例的有益效果是：机器人通过计算预期作用力，并根据预期作用力大于作用力阈值时调整运动规划参数，使得机器人运行过程中对安装平台的实际作用力小于作用力阈值，从而减小了机器人对安装平台的刚度和强度的要求，使得机器人易于部署。
本发明还保护一种机器人，参图1，所述机器人被固定至安装平台，机器人包括若干关节以提供驱动力，机器人根据工作路径与运动规划参数生成插补轨迹运行，参图4，所述机器人100包括：建模单元30，用于建立机器人100对安装平台200的作用力模型，所述作用力模型能够根据输入的运动规划参数输出机器人100对安装平台200的预期作用力；预设单元40，用于预先设定机器人100的作用力阈值，所述作用力阈值表示机器人100对安装平台200的最大允许作用力，通过确定所述作用力阈值，机器人对安装平台所需的刚度和强度水平得以确定，因此可以通过对作用力阈值的设定，使得机器人能够适用于不同刚度和强度的安装平台；获取单元50，用于根据所述运动规划参数获取机器人的预期关节运行参数，根据所述预期关节运行参数和所述作用力模型，获取机器人对安装平台的预期作用力；比较单元60，用于比较所述预期作用力和所述作用力阈值，当所述预期作用力大于所述作用力阈值时，调整所述运动规划参数；控制单元70，用于基于调整后的运动规划参数生成插补轨迹运行，以使得机器人对安装平台的作用力小于作用力阈值。可理解的，机器人的运行参数包括关节速度、关节加速度、关节位置中的至少部分。比较单元60确定预期作用力大于所述作用力阈值时，控制单元70对所述运动规划参数进行调整，从而使得基于调整后的运动规划参数生成的插补轨迹运行时，机器人对安装平台的实际作用力小于作用力阈值。
进一步的，所述预设单元40用于与外部设备交互设定机器人100的作用力阈值，例如，所述外部设备可以是手机、示教器等多种形式，预设单元通过与外部设备交互获取用户设定的作用力阈值；或者，所述预设单元40包括机器人的默认设置参数，所述默认设置参数中包括机器人的作用力阈值。所述作用力阈值可通过多种方式设定，以确保机器人对不同安装平台的适应性和易部署性。
进一步的，上述的机器人100可以为多种类型的机器人，例如，包括协作机器人。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (3)

1.一种降低机器人对安装平台作用力的方法，所述机器人被固定连接至安装平台，机器人包括若干关节以提供驱动力，机器人根据工作路径与运动规划参数生成插补轨迹运行，其特征在于，所述方法包括：
建立机器人对安装平台的作用力模型；
获取机器人的作用力阈值，所述作用力阈值表示机器人对安装平台的最大允许作用力；
根据所述运动规划参数获取机器人的预期关节运行参数，根据所述预期关节运行参数和所述作用力模型，获取机器人对安装平台的预期作用力；
比较所述预期作用力和所述作用力阈值，当所述预期作用力大于所述作用力阈值时，调整所述运动规划参数，基于调整后的运动规划参数生成插补轨迹运行，以使得机器人对安装平台的作用力小于作用力阈值，其中，当所述预期作用力大于所述作用力阈值时，调整所述运动规划参数以改变所述预期关节运行参数，重新获取机器人对安装平台的预期作用力，当预期作用力小于作用力阈值时，机器人根据调整后的运动规划参数生成插补轨迹运行。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取机器人的作用力阈值包括：获取机器人预先设定的作用力阈值，或通过外部设备交互获取机器人的作用力阈值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，机器人的关节运行参数包括关节速度、关节加速度、关节位置中的至少部分。
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