CN116330303B - Scara机器人运动控制方法、装置、终端设备及介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种SCARA机器人运动控制方法、装置、终端设备及介质，该方法通过分别计算机器人的各旋转关节各自对应的第一方向与目标点位对应的目标方向之间的第一夹角，其中，目标方向由目标点位分别与各旋转关节各自对应的预设零点构成；将各第一夹角中最小的目标夹角对应的旋转关节作为目标旋转关节，并控制目标旋转关节运动至目标方向；检测机器人的末端操作器是否在目标方向上；若检测到机器人的末端操作器在目标方向上，则结束对各旋转关节的路径规划。本发明实现了通过控制SCARA机器人的运动轨迹以提高机器人的工作效率。

Description

SCARA机器人运动控制方法、装置、终端设备及介质

技术领域

本发明属于机器人控制技术领域，尤其涉及一种SCARA机器人运动控制方法、装置、终端设备及介质。

背景技术

随着科技的快速发展，SCARA（Selective Compliance Assembly Robot Arm，选择顺应性装配机器手臂）机器人在装配、包装、码垛、焊接等制造业中得到广泛应用。

目前，SCARA机器人通常有三个旋转关节和一个移动关节，其中，三个旋转关节分别为机器人的机身部分、手臂部分和手腕部分，且三个旋转关节的轴线相互平行，用于在平面内进行定位和定向，移动关节为末端操作器，用于完成末端件在垂直于平面的运动。在SCARA机器人的工作过程中，由机器人控制系统控制电机带动机器人的三个旋转关节运动，以使末端操作器到达工作位置，然后控制移动关节，以使末端操作器在工作位置垂直运动，并握取待装配物件。但是现有SCARA机器人的控制方法在对机器人关节进行控制时，并不能保证机器人通过最短的运动路线到达工作位置。

综上，如何通过控制SCARA机器人的运动轨迹以提高机器人的工作效率，已经成为机器人控制技术领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种SCARA机器人运动控制方法、装置、终端设备以及计算机可读存储介质。旨在实现通过控制SCARA机器人的运动轨迹以提高机器人的工作效率。

为了实现上述目的，本发明提供一种SCARA机器人运动控制方法，所述SCARA机器人运动控制方法包括：

分别计算机器人的各旋转关节各自对应的第一方向与目标点位对应的目标方向之间的第一夹角，其中，所述目标方向由所述目标点位分别与各所述旋转关节各自对应的预设零点构成；

将各所述第一夹角中最小的目标夹角对应的旋转关节作为目标旋转关节，并控制所述目标旋转关节运动至所述目标方向；

检测所述机器人的末端操作器是否在所述目标方向上；

若检测到所述末端操作器在所述目标方向上，则结束对各所述旋转关节的路径规划。

可选地，在所述控制所述目标旋转关节运动至所述目标方向的步骤之后，所述方法还包括：

将所述目标旋转关节加入至旋转关节集中；

在所述检测所述机器人的末端操作器是否在所述目标方向上的步骤之后，所述方法还包括：

若检测到所述末端操作器未在所述目标方向上，则分别计算各第二方向与所述目标方向之间的第二夹角，其中，所述第二方向为各所述旋转关节中除所述旋转关节集中的旋转关节之外的第一旋转关节对应的方向；

将各所述第二夹角中最小的夹角对应的旋转关节作为所述目标旋转关节，并返回执行所述控制目标旋转关节运动至所述目标方向的步骤。

可选地，所述检测所述机器人的末端操作器是否在所述目标方向上的步骤，包括：

获取所述机器人的末端操作器对应的第一位姿信息，从所述第一位姿信息中提取所述末端操作器对应的当前点位坐标；

检测所述当前点位坐标是否在所述目标方向上。

可选地，在所述分别计算机器人的各旋转关节各自对应的第一方向与目标点位对应的目标方向之间的第一夹角的步骤之前，所述方法还包括：

获取所述机器人的各旋转关节各自对应的第二位姿信息，分别从各所述第二位姿信息中提取各所述旋转关节各自对应的第一方向；

分别计算目标点位与各所述第二位姿信息对应的预设零点构成的目标方向。

可选地，所述分别计算机器人的各旋转关节各自对应的第一方向与目标点位对应的目标方向之间的第一夹角的步骤，包括：

基于所述机器人的各旋转关节各自对应的第一方向，生成各所述第一方向各自对应的第一方向向量；

基于所述目标点位对应的目标方向生成第二方向向量；

基于所述第一方向向量和所述第二方向向量计算所述第一方向与所述目标方向之间的第一夹角。

可选地，所述控制所述目标旋转关节运动至所述目标方向的步骤，包括：

基于所述目标旋转关节与所述目标方向之间的夹角和所述目标点位生成第一控制指令；

通过所述目标旋转关节对应的电机基于所述第一控制指令控制所述目标旋转关节运动至所述目标方向。

可选地，在所述结束对各所述旋转关节的路径规划的步骤之后，所述方法还包括：

基于所述末端操作器与所述目标点位之间的距离生成第二控制指令；

通过所述机器人的移动关节对应的电机基于所述第二控制指令控制所述末端操作器运动至所述目标点位。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种SCARA机器人运动控制装置，所述SCARA机器人运动控制装置包括：

第一夹角模块，分别计算机器人的各旋转关节各自对应的第一方向与目标点位对应的目标方向之间的第一夹角，其中，所述目标方向由所述目标点位分别与各所述旋转关节各自对应的预设零点构成；

运动控制模块，将各所述第一夹角中最小的目标夹角对应的旋转关节作为目标旋转关节，并控制所述目标旋转关节运动至所述目标方向；

检测模块，检测所述机器人的末端操作器是否在所述目标方向上；

规划完成模块，若检测到所述末端操作器在所述目标方向上，则结束对各所述旋转关节的路径规划。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种终端设备，所述终端设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的SCARA机器人运动控制程序，所述终端设备的SCARA机器人运动控制程序被所述处理器执行时实现如上所述的SCARA机器人运动控制方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供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SCARA机器人运动控制程序，所述SCARA机器人运动控制程序被处理器执行时实现如上所述的SCARA机器人运动控制方法的步骤。

本发明实施例提出的一种SCARA机器人运动控制方法、装置、终端设备以及计算机可读存储介质，所述方法通过分别计算机器人的各旋转关节各自对应的第一方向与目标点位对应的目标方向之间的第一夹角，其中，所述目标方向由所述目标点位分别与各所述旋转关节各自对应的预设零点构成；将各所述第一夹角中最小的目标夹角对应的旋转关节作为目标旋转关节，并控制所述目标旋转关节运动至所述目标方向；检测所述机器人的末端操作器是否在所述目标方向上；若检测到所述末端操作器在所述目标方向上，则结束对各所述旋转关节的路径规划。

本发明实施例通过分别计算机器人的旋转关节所在的方向与目标点位与旋转关节的零点位置构成的方向之间的夹角，得到多个这样的夹角，选取多个夹角中最小的角度对应的旋转关节作为目标旋转关节，然后检测机器人的末端控制器是否位于目标点位所在的方向上，若检测到机器人的末端控制器位于目标点位所在的方向上，那么完成对各旋转关节的路径规划。如此，在对机器人进行路径规划时，优先对与目标点位所在的方向之间的夹角最小的旋转关节进行控制，使得旋转关节的运动轨迹最短，从而提高机器人的工作效率。

附图说明

图1是本发明实施例方案涉及的终端设备硬件运行环境的设备结构示意图；

图2为本发明SCARA机器人运动控制方法第一实施例的步骤流程示意图；

图3为本发明SCARA机器人运动控制方法的一实施例所涉及的旋转关节控制流程示意图；

图4为本发明SCARA机器人运动控制装置一实施例的功能模块示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，图1为本发明实施例方案涉及终端设备的硬件运行环境的设备结构示意图。

本发明实施例终端设备可以是应用于机器人控制技术领域的终端设备。具体地，该终端设备可以是集成有SCARA机器人系统的机器人、智能手机、PC（PerSonal Computer，个人计算机）、平板电脑、便携计算机等等。

如图1所示，该终端设备可以包括：处理器1001，例如CPU，通信总线1002，用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏（DiSplay）、输入单元比如键盘（Keyboard），可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口（如Wi-Fi接口）。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器（non-volatile memory），例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的终端设备结构并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及SCARA机器人运动控制程序。

在图1所示的终端中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接客户端，与客户端进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的SCARA机器人运动控制程序，并执行如下操作：

分别计算机器人的各旋转关节各自对应的第一方向与目标点位对应的目标方向之间的第一夹角，其中，所述目标方向由所述目标点位分别与各所述旋转关节各自对应的预设零点构成；

将各所述第一夹角中最小的目标夹角对应的旋转关节作为目标旋转关节，并控制所述目标旋转关节运动至所述目标方向；

检测所述机器人的末端操作器是否在所述目标方向上；

若检测到所述末端操作器在所述目标方向上，则结束对各所述旋转关节的路径规划。

可选地，处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的SCARA机器人运动控制程序，在所述控制所述目标旋转关节运动至所述目标方向的步骤之后，还执行如下操作：

将所述目标旋转关节加入至旋转关节集中；

在所述检测所述机器人的末端操作器是否在所述目标方向上的步骤之后，还执行如下操作：

若检测到所述末端操作器未在所述目标方向上，则分别计算各第二方向与所述目标方向之间的第二夹角，其中，所述第二方向为各所述旋转关节中除所述旋转关节集中的旋转关节之外的第一旋转关节对应的方向；

将各所述第二夹角中最小的夹角对应的旋转关节作为所述目标旋转关节，并返回执行所述控制目标旋转关节运动至所述目标方向的步骤。

可选地，处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的SCARA机器人运动控制程序，并执行如下操作：

获取所述机器人的末端操作器对应的第一位姿信息，从所述第一位姿信息中提取所述末端操作器对应的当前点位坐标；

检测所述当前点位坐标是否在所述目标方向上。

可选地，处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的SCARA机器人运动控制程序，在所述分别计算机器人的各旋转关节各自对应的第一方向与目标点位对应的目标方向之间的第一夹角的步骤之前，还执行如下操作：

获取所述机器人的各旋转关节各自对应的第二位姿信息，分别从各所述第二位姿信息中提取各所述旋转关节各自对应的第一方向；

分别计算目标点位与各所述第二位姿信息对应的预设零点构成的目标方向。

可选地，处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的SCARA机器人运动控制程序，并执行如下操作：

基于所述机器人的各旋转关节各自对应的第一方向，生成各所述第一方向各自对应的第一方向向量；

基于所述目标点位对应的目标方向生成第二方向向量；

基于所述第一方向向量和所述第二方向向量计算所述第一方向与所述目标方向之间的第一夹角。

可选地，处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的SCARA机器人运动控制程序，并执行如下操作：

基于所述目标旋转关节与所述目标方向之间的夹角和所述目标点位生成第一控制指令；

通过所述目标旋转关节对应的电机基于所述第一控制指令控制所述目标旋转关节运动至所述目标方向。

可选地，处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的SCARA机器人运动控制程序，在所述结束对各所述旋转关节的路径规划的步骤之后，还执行如下操作：

基于所述末端操作器与所述目标点位之间的距离生成第二控制指令；

通过所述机器人的移动关节对应的电机基于所述第二控制指令控制所述末端操作器运动至所述目标点位。

基于上述的终端设备，提出本发明SCARA机器人运动控制方法的各实施例。

请参照图2，图2为本发明SCARA机器人运动控制方法第一实施例的流程示意图。需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，本发明SCARA机器人运动控制方法当然也可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

在本发明SCARA机器人运动控制方法的第一实施例中，本发明SCARA机器人运动控制方法包括：

步骤S10，分别计算机器人的各旋转关节各自对应的第一方向与目标点位对应的目标方向之间的第一夹角，其中，所述目标方向由所述目标点位分别与各所述旋转关节各自对应的预设零点构成；

在本实施例中，终端设备分别确定机器人的各旋转关节各自对应的方向（以下称为第一方向以示区分），并确定机器人待到达的点位（以下称为目标点位以示区分）对应的方向（以下称为目标方向以示区分），然后分别计算上述多个第一方向与上述目标方向之间的夹角（以下称为第一夹角以示区分），其中，上述目标方向由目标点位分别与各旋转关节各自对应的预设零点构成。

示例性地，SCARA机器人通常包括3个旋转关节，首先确定3个旋转关节各自对应的位置方向，需要说明的是，该位置方向在预先设置的相对坐标系上表示。然后通过SCARA机器人上的各传感器检测本次作业任务中机器人需要抵达的目标点位，并确定该目标点位在相对坐标系中的方向，分别计算3个旋转关节所在的方向与目标点位所在方向之间的夹角，即第一夹角。

需要说明的是，为便于区分SCARA机器人的3个旋转关节，将SCARA机器人的3个旋转关节分别称为第一旋转关节、第二旋转关节和第三旋转关节，并且3个旋转关节之间的连接关系可以是第一旋转关节和第三旋转关节通过第二旋转关节相连，第一旋转关节位于第二旋转关节的上方，第三旋转关节位于第二旋转关节的下方。另外，应当理解的是，上述目标点位的目标方向包括3个，分别是目标点位与第一旋转关节的零点位置构成的第一目标方向，目标点位与第二旋转关节的零点位置构成的第二目标方向，以及目标点位与第三旋转关节的零点位置构成的第三目标方向。

步骤S20，将各所述第一夹角中最小的目标夹角对应的第一旋转关节作为目标旋转关节，并控制所述目标旋转关节运动至所述目标方向；

在本实施例中，终端设备在计算出多个第一夹角后，选取多个第一夹角中最小的夹角作为目标夹角，然后将目标夹角对应的旋转关节（以下称为第一旋转关节以示区分）作为目标旋转关节，并控制该目标旋转关节运动至目标点位所在的目标方向。

示例性地，终端设备计算出SCARA机器人的第一旋转关节与第一目标方向之间的夹角为90度，第二旋转关节与第二目标方向之间的夹角为60度，第三旋转关节与第三目标方向之间的夹角为45度，所以，将第三旋转关节作为目标旋转关节，并控制第三旋转关节向目标点位所在方向运动45度，从而使第三旋转关节所在方向与第三目标方向重合。

步骤S30，检测所述机器人的末端操作器是否在所述目标方向上；

在本实施例中，终端设备检测机器人的末端操作器是否位于目标点位所在的目标方向上。

需要说明的是，SCARA机器人的末端操作器安装在第一旋转关节的末端。

示例性地，终端设备检测机器人的末端操作器是否位于目标点位对应的第一目标方向上。

进一步地，在一种可行的实施例中，在上述步骤S20之后，本发明SCARA机器人运动控制方法，还可以包括：

步骤A10，将所述目标旋转关节加入至旋转关节集中；

在本实施例中，终端设备将得到的目标旋转关节记录在旋转关节集中。

需要说明的是，上述旋转关节集可以理解为一个存储器。

进一步地，在一种可行的实施例中，上述步骤S30，包括：

步骤S301，获取所述机器人的末端操作器对应的第一位姿信息，从所述第一位姿信息中提取所述末端操作器对应的当前点位坐标；

在本实施例中，终端设备获取机器人的末端操作器对应的位姿信息（以下称为第一位姿信息以示区分），从第一位姿信息中提取末端操作器对应的当前点位坐标。

示例性地，终端设备通过读取SCARA机器人的编码器或者其他传感器获取末端操作器的当前位姿信息，该位姿信息中包含了末端操作器在相对坐标系中的点位坐标，获取该点位坐标，即上述当前点位坐标。

步骤S302，检测所述当前点位坐标是否在所述目标方向上。

在本实施例中，终端设备检测末端操作器所在的当前点位坐标是否在目标点位所在的目标方向上。

示例性地，终端设备计算出目标点位与第一旋转关节的零点位置构成的直线，其中，需要说明的是，上述第一旋转关节的零点位置设置可以是第一旋转关节上与末端操作器所在的末端相反的另一个末端。在得到末端操作器所在的点位坐标后，检测该点位坐标是否在上述直线上，若该点位坐标在上述直线上，则确定末端操作器在第一目标方向上；若该点位坐标未在上述直线上，则确定末端操作器不在第一目标方向上。

进一步地，在上述步骤S30之后，本发明SCARA机器人运动控制方法，还可以包括：

步骤A20，若检测到所述末端操作器未在所述目标方向上，则分别计算各第二方向与所述目标方向之间的第二夹角，其中，所述第二方向为所述旋转关节中除所述第一旋转关节之外的各第二旋转关节各自对应的方向；

在本实施例中，终端设备确定各旋转关节中除第一旋转关节之外的旋转关节（以下称为第二旋转关节以示区分）各自对应的方向（以下称为第二方向以示区分），在检测到末端操作器未在目标方向上时，计算第二方向与目标方向之间的夹角（以下称为第二夹角以示区分）。

示例性地，终端设备在控制第三旋转关节运动至目标方向后，重新确定第一旋转关节和第二旋转关节在相对坐标系上的方向，并分别计算出第一旋转关节所在的方向与第一目标方向之间的夹角45度，和，第二旋转关节所在的方向与第二目标方向之间的夹角15度。

步骤A30，将各第二夹角中最小的夹角对应的第一旋转关节作为所述目标旋转关节，并返回执行所述控制目标旋转关节运动至所述目标方向的步骤。

在本实施例中，终端设备将各第二夹角中最小的夹角对应的第一旋转关节作为目标旋转关节，并控制该目标旋转关节运动至目标方向。

示例性地，终端设备确定第二旋转关节所在的方向与第二目标方向之间的夹角15度为第二夹角中最小的角，所以，将第二旋转关节作为目标旋转关节，并控制第二旋转关节运动至目标点位对应的第二目标方向上。

步骤S40，若检测到所述末端操作器在所述目标方向上，则结束对各所述旋转关节的路径规划。

在本实施例中，终端设备在检测到机器人的末端操作器在目标方向上时，则结束对各旋转关节的路径规划。

示例性地，终端设备在检测到末端操作器对应的当前点位坐标在目标点位对应的第一目标方向上时，即上述点位坐标位于第一目标方向对应的直线上，则结束对各旋转关节的路径规划。

示例性地，如图3所示，旋转关节的控制流程示意图，首先，计算机器人的各旋转关节与目标方向之间的夹角，然后选取各夹角中最小的夹角对应的旋转关节作为目标旋转关节，控制该目标旋转关节运动至目标方向，判断机器人的末端操作器是否在目标方向上，若是，则结束对各旋转关节的路径规划；若否，则计算除目标旋转关节之外的其他旋转关节与目标方向之间的新的夹角，再从各新的夹角中选取最小的夹角，并将该最小的夹角对应的旋转关节作为目标旋转关节，并返回执行控制目标旋转关节运动至目标方向的步骤，直到检测到末端操作器在目标方向上。

在本实施例中，本发明SCARA机器人运动控制方法通过分别确定机器人的各旋转关节各自对应的第一方向，并确定机器人待到达的目标点位对应的目标方向，然后分别计算上述多个第一方向与上述目标方向之间的第一夹角，其中，上述目标方向为目标点位分别与各旋转关节各自对应的预设零点构成；在计算出多个第一夹角后，选取多个第一夹角中最小的夹角作为目标夹角，然后将目标夹角对应的第一旋转关节作为目标旋转关节，并控制该目标旋转关节运动至目标点位所在的目标方向；将得到的目标旋转关节记录在旋转关节集中；获取机器人的末端操作器对应的第一位姿信息，从第一位姿信息中提取末端操作器对应的当前点位坐标，检测末端操作器所在的当前点位坐标是否在目标点位所在的目标方向上；确定各旋转关节中除第一旋转关节之外的第二旋转关节各自对应的第二方向，在检测到末端操作器未在目标方向上时，计算第二方向与目标方向之间的第二夹角；将各第二夹角中最小的夹角对应的第一旋转关节作为目标旋转关节，并控制该目标旋转关节运动至目标方向；在检测到机器人的末端操作器在目标方向上时，结束对各旋转关节的路径规划。

如此，本发明实施例通过分别计算机器人的旋转关节所在的方向与目标点位与旋转关节的零点位置构成的方向之间的夹角，得到多个这样的夹角，选取多个夹角中最小的角度对应的旋转关节作为目标旋转关节，然后检测机器人的末端控制器是否位于目标点位所在的方向上，若检测到机器人的末端控制器位于目标点位所在的方向上，那么完成对各旋转关节的路径规划，如此，在对机器人进行路径规划时，优先对与目标点位所在的方向之间的夹角最小的旋转关节进行控制，使得旋转关节的运动轨迹最短，从而提高机器人的工作效率。

进一步地，基于上述本发明SCARA机器人运动控制方法的第一实施例，提出本发明SCARA机器人运动控制方法的第二实施例。

在本实施例中，在上述步骤S10之前，本发明SCARA机器人运动控制方法，还可以包括：

步骤B10，获取所述机器人的各旋转关节各自对应的第二位姿信息，分别从各所述第二位姿信息中提取各所述旋转关节各自对应的第一方向；

在本实施例中，终端设备获取机器人的各旋转关节各自对应的位姿信息（以下称为第二位姿信息以示区分），并分别从各第二位姿信息中提取各旋转关节各自对应的第一方向。

示例性地，终端设备通过读取SCARA机器人的编码器或者其他传感器获取各旋转关节各自对应的位姿信息，并从该位姿信息中确定各旋转关节在相对坐标系中的方向。

步骤B20，分别计算目标点位与各所述第二位姿信息对应的预设零点构成的目标方向。

在本实施例中，终端设备分别计算出目标点位与各第二位姿信息对应的预设零点构成的目标方向。

示例性地，上述第二位姿信息包括第一旋转关节对应的第一位姿、第二旋转关节对应的第二位姿和第三旋转关节对应的第三位姿，其中，位姿信息中包括旋转关节的两个端点在相对坐标系上的坐标，将旋转关节中靠近机器人机身的一端的端点作为预设零点，将从预设零点位置到另一端点位置的方向作为该旋转关节的方向，将从预设零点位置到目标点位的方向作为目标点位对应的目标方向，应当理解的是，每个旋转关节有一个对应的目标方向，目标方向包括3个目标方向，具体的，第一旋转关节对应第一目标方向，第二旋转关节对应第二目标方向，第三旋转关节对应第三目标方向。

进一步地，在一种可行的实施例中，上述步骤S10，可以包括：

步骤S101,基于所述机器人的各旋转关节各自对应的第一方向，生成各所述第一方向各自对应的第一方向向量；

在本实施例中，终端设备基于机器人的各旋转关节各自对应的第一方向，生成各第一方向各自对应的方向向量（以下称为第一方向向量以示区分）；

示例性地，终端设备基于旋转关节的第一方向，生成从旋转关节的预设零点到旋转关节上除预设零点之外的另一端点构成的方向向量。

步骤S102,基于所述目标点位对应的目标方向生成第二方向向量；

在本实施例中，终端设备基于目标点位对应的目标方向生成方向向量（以下称为第二方向向量以示区分）。

示例性地，上述方向向量包括3个，分别为第一目标方向对应的第一向量、第二目标方向对应的第二向量和第三目标方向对应的第三向量，其中，第一向量为从第一旋转关节的预设零点位置到目标点位构成的方向向量，第二向量为从第二旋转关节的预设零点位置到目标点位构成的方向向量，第三向量为从第三旋转关节的预设零点位置到目标点位构成的方向向量。

步骤S103,基于所述第一方向向量和所述第二方向向量计算所述第一方向与所述目标方向之间的第一夹角。

在本实施例中，终端设备基于第一方向向量和第二方向向量计算第一方向与目标方向之间的第一夹角。

示例性地，终端设备基于向量夹角公式计算第一方向向量和第二方向向量之间的夹角。

在本实施例中，本发明SCARA机器人运动控制方法通过获取机器人的各旋转关节各自对应的第二位姿信息，并分别从各第二位姿信息中提取各旋转关节各自对应的第一方向；分别计算出目标点位与各第二位姿信息对应的预设零点构成的目标方向；基于机器人的各旋转关节各自对应的第一方向，生成各第一方向各自对应的第一方向向量；基于目标点位对应的目标方向生成第二方向向量；基于第一方向向量和第二方向向量计算第一方向与目标方向之间的第一夹角。

如此，通过从SCARA机器人的编码器或者传感器获取机器人的旋转关节的位姿信息，生成旋转关节所处方向对应的方向向量，并预先设置每个旋转关节各自对应的零点位置，计算出目标点位与各预设零点构成的方向向量，从而根据二者的方向向量计算二者之间的夹角，进而便于后续从各夹角中选择最小的夹角以确定目标旋转关节。

进一步地，基于上述本发明SCARA机器人运动控制方法的第一实施例和/或者第二实施例，提出本发明SCARA机器人运动控制方法的第三实施例。

在本实施例中，本发明SCARA机器人运动控制方法，上述步骤S20中，“控制所述目标旋转关节运动至所述目标方向”的步骤，包括：

步骤S201,基于所述目标旋转关节与所述目标方向之间的夹角和所述目标点位生成第一控制指令；

在本实施例中，终端设备基于目标旋转关节与目标方向之间的夹角和目标方向生成控制指令（以下称为第一控制指令以示区分）。

实例性地，终端设备在确定第三旋转关节为目标旋转关节后，根据第三旋转关节与目标方向之间的夹角45度和目标点位与第三旋转关节的相对位置生成控制指令，具体的，当目标点位在相对坐标系上的坐标位于第三旋转关节对应的方向向量构成的直线的左侧时，控制第三旋转关节向逆时针方向旋转45度；当目标点位在相对坐标系上的坐标位于第三旋转关节对应的方向向量构成的直线的右侧时，控制第三旋转关节向顺时针方向旋转45度。

步骤S202,通过所述目标旋转关节对应的电机基于所述第一控制指令控制所述目标旋转关节运动至所述目标方向。

在本实施例中，终端设备通过目标旋转关节对应的电机基于第一控制指令控制目标旋转关节运动至目标方向。

进一步地，在一种可行的实施例中，在上述步骤S30之后，本发明SCARA机器人运动控制方法，还可以包括：

步骤C10，基于所述末端操作器与所述目标点位之间的距离生成第二控制指令；

在本实施例中，终端设备基于末端操作器与目标点位之间的距离生成控制指令（以下称为第二控制指令以示区分）。

示例性地，终端设备根据末端操作器的当前点位坐标和目标点位的坐标，计算两点位在相对坐标系的Z轴上的距离，终端设备根据该距离生成控制末端操作器到达该目标点位的控制指令。

步骤C20，通过所述机器人的移动关节对应的电机基于所述第二控制指令控制所述末端操作器运动至所述目标点位。

在本实施例中，终端设备通过机器人的移动关节对应的电机基于第二控制指令控制末端操作器运动至目标点位。

在本实施例中，本发明SCARA机器人运动控制方法通过基于目标旋转关节与目标方向之间的夹角和目标方向生成第一控制指令；通过目标旋转关节对应的电机基于第一控制指令控制目标旋转关节运动至目标方向；基于末端操作器与目标点位之间的距离生成第二控制指令；通过机器人的移动关节对应的电机基于第二控制指令控制末端操作器运动至目标点位。

如此，通过根据SCARA机器人的各旋转关节和移动关节的运动规划生成控制指令，并通过各关节电机根据控制指令完成对机器人的运动控制。

此外，本发明实施例还提供一种SCARA机器人运动控制装置。

请参照图4，图4为本发明SCARA机器人运动控制装置一实施例的功能模块示意图，如图4所示，本发明SCARA机器人运动控制装置包括：

第一夹角模块10，用于分别计算机器人的各旋转关节各自对应的第一方向与目标点位对应的目标方向之间的第一夹角，其中，所述目标方向由所述目标点位分别与各所述旋转关节各自对应的预设零点构成；

运动控制模块20，用于将各所述第一夹角中最小的目标夹角对应的旋转关节作为目标旋转关节，并控制所述目标旋转关节运动至所述目标方向；

检测模块30，用于检测所述机器人的末端操作器是否在所述目标方向上；

规划完成模块40，用于若检测到所述末端操作器在所述目标方向上，则结束对各所述旋转关节的路径规划。

可选地，本发明SCARA机器人运动控制装置，还包括：

记录模块，用于将所述目标旋转关节加入至旋转关节集中；

二次计算模块，用于若检测到所述末端操作器未在所述目标方向上，则分别计算各第二方向与所述目标方向之间的第二夹角，其中，所述第二方向为各所述旋转关节中除所述旋转关节集中的旋转关节之外的第一旋转关节对应的方向；

循环模块，用于将各所述第二夹角中最小的夹角对应的旋转关节作为所述目标旋转关节，并返回执行所述控制目标旋转关节运动至所述目标方向的步骤。

可选地，检测模块30，包括：

当前点位坐标单元，用于获取所述机器人的末端操作器对应的第一位姿信息，从所述第一位姿信息中提取所述末端操作器对应的当前点位坐标；

检测单元，用于检测所述当前点位坐标是否在所述目标方向上。

可选地，本发明SCARA机器人运动控制装置，还包括：

第一方向模块，用于获取所述机器人的各旋转关节各自对应的第二位姿信息，分别从各所述第二位姿信息中提取各所述旋转关节各自对应的第一方向；

目标方向模块，用于分别计算目标点位与各所述第二位姿信息对应的预设零点构成的目标方向。

可选地，第一夹角模块10，包括：

第一方向向量单元，用于基于所述机器人的各旋转关节各自对应的第一方向，生成各所述第一方向各自对应的第一方向向量；

第二方向向量单元，用于基于所述目标点位对应的目标方向生成第二方向向量；

第一夹角单元，用于基于所述第一方向向量和所述第二方向向量计算所述第一方向与所述目标方向之间的第一夹角。

可选地，运动控制模块20，包括：

第一控制指令单元，用于基于所述目标旋转关节与所述目标方向之间的夹角和所述目标点位生成第一控制指令；

第一控制单元，用于通过所述目标旋转关节对应的电机基于所述第一控制指令控制所述目标旋转关节运动至所述目标方向。

可选地，本发明SCARA机器人运动控制装置，还包括：

第二控制指令单元，用于基于所述末端操作器与所述目标点位之间的距离生成第二控制指令；

第二控制单元，用于通过所述机器人的移动关节对应的电机基于所述第二控制指令控制所述末端操作器运动至所述目标点位。

本发明还提供一种计算机存储介质，该计算机存储介质上存储有SCARA机器人运动控制程序，上述SCARA机器人运动控制程序被处理器执行时实现如以上任一项实施例所述的SCARA机器人运动控制程序方法的步骤。

本发明计算机存储介质的具体实施例与上述本发明SCARA机器人运动控制程序方法各实施例基本相同，在此不作赘述。

本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如以上任一项实施例所述的本发明SCARA机器人运动控制方法的步骤，在此不作赘述。

需要说明的是，在本文中，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、物品或者系统不仅包括那些要素，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、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

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。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。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如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是TWS耳机等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种SCARA机器人运动控制方法，其特征在于，所述SCARA机器人运动控制方法包括：

分别计算机器人的各旋转关节各自对应的第一方向与目标点位对应的目标方向之间的第一夹角，其中，所述目标方向由所述目标点位分别与各所述旋转关节各自对应的预设零点构成；

将各所述第一夹角中最小的目标夹角对应的旋转关节作为目标旋转关节，并控制所述目标旋转关节运动至所述目标方向；

将所述目标旋转关节加入至旋转关节集中；

检测所述机器人的末端操作器是否在所述目标方向上；

若检测到所述末端操作器未在所述目标方向上，则分别计算各第二方向各自与所述目标方向之间的第二夹角，其中，所述第二方向为各所述旋转关节中除所述旋转关节集中的旋转关节之外的其他旋转关节对应的方向；

将各所述第二夹角中最小的夹角对应的旋转关节作为所述目标旋转关节，并返回执行所述控制所述目标旋转关节运动至所述目标方向的步骤；

若检测到所述末端操作器在所述目标方向上，则结束对各所述旋转关节的路径规划。

2.如权利要求1所述的SCARA机器人运动控制方法，其特征在于，所述检测所述机器人的末端操作器是否在所述目标方向上的步骤，包括：

获取所述机器人的末端操作器对应的第一位姿信息，从所述第一位姿信息中提取所述末端操作器对应的当前点位坐标；

检测所述当前点位坐标是否在所述目标方向上。

3.如权利要求2所述的SCARA机器人运动控制方法，其特征在于，在所述分别计算机器人的各旋转关节各自对应的第一方向与目标点位对应的目标方向之间的第一夹角的步骤之前，所述方法还包括：

获取所述机器人的各旋转关节各自对应的第二位姿信息，分别从各所述第二位姿信息中提取各所述旋转关节各自对应的第一方向；

分别计算目标点位与各所述第二位姿信息对应的预设零点构成的目标方向。

4.如权利要求3所述的SCARA机器人运动控制方法，其特征在于，所述分别计算机器人的各旋转关节各自对应的第一方向与目标点位对应的目标方向之间的第一夹角的步骤，包括：

基于所述机器人的各旋转关节各自对应的第一方向，生成各所述第一方向各自对应的第一方向向量；

基于所述目标点位对应的目标方向生成第二方向向量；

基于所述第一方向向量和所述第二方向向量计算所述第一方向与所述目标方向之间的第一夹角。

5.如权利要求4所述的SCARA机器人运动控制方法，其特征在于，所述控制所述目标旋转关节运动至所述目标方向的步骤，包括：

基于所述目标旋转关节与所述目标方向之间的夹角和所述目标点位生成第一控制指令；

通过所述目标旋转关节对应的电机基于所述第一控制指令控制所述目标旋转关节运动至所述目标方向。

6.如权利要求1至5中任一项所述的SCARA机器人运动控制方法，其特征在于，在所述结束对各所述旋转关节的路径规划的步骤之后，所述方法还包括：

基于所述末端操作器与所述目标点位之间的距离生成第二控制指令；

通过所述机器人的移动关节对应的电机基于所述第二控制指令控制所述末端操作器运动至所述目标点位。

7.一种SCARA机器人运动控制装置，其特征在于，所述SCARA机器人运动控制装置，包括：

第一夹角模块，用于分别计算机器人的各旋转关节各自对应的第一方向与目标点位对应的目标方向之间的第一夹角，其中，所述目标方向由所述目标点位分别与各所述旋转关节各自对应的预设零点构成；

运动控制模块，用于将各所述第一夹角中最小的目标夹角对应的旋转关节作为目标旋转关节，并控制所述目标旋转关节运动至所述目标方向；

旋转关节集模块，用于将所述目标旋转关节加入至旋转关节集中；

检测模块，用于检测所述机器人的末端操作器是否在所述目标方向上；

第二夹角模块，用于若检测到所述末端操作器未在所述目标方向上，则分别计算各第二方向各自与所述目标方向之间的第二夹角，其中，所述第二方向为各所述旋转关节中除所述旋转关节集中的旋转关节之外的其他旋转关节对应的方向；

运动控制模块，还用于将各所述第二夹角中最小的夹角对应的旋转关节作为所述目标旋转关节，并返回执行所述控制所述目标旋转关节运动至所述目标方向的步骤；

规划完成模块，用于若检测到所述末端操作器在所述目标方向上，则结束对各所述旋转关节的路径规划。

8.一种终端设备，其特征在于，所述终端设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的SCARA机器人运动控制程序，所述SCARA机器人运动控制程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的SCARA机器人运动控制方法的步骤。

9.一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SCARA机器人运动控制程序，所述SCARA机器人运动控制程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的SCARA机器人运动控制方法的步骤。