本申请提供一种确定机械臂操作范围的方法、装置及电子设备，该方法包括：接收到触发指令时，根据基本参数信息，建立机械臂模型；基于机械臂模型，计算机械臂模型中执行部件的多个移动点，形成移动点集；对移动点集进行包络处理，形成反映执行部件操作范围的工作空间；对工作空间进行显示。本方案能够为设计出高性能的机器人打下坚实的基础，同时，也确保了机械臂在实际执行任务时能够准确的到达任务点，保证了作业任务的有序进行。证了作业任务的有序进行。证了作业任务的有序进行。
【技术实现步骤摘要】
一种确定机械臂操作范围的方法、装置及电子设备
[0001]本申请涉及机械臂
，特别涉及一种确定机械臂操作范围的方法、装置及电子设备。
技术介绍
[0002]随着科技的发展，工业机器人已经在制造业、农业、医疗、海洋开发、航天工程等领域得到了广泛的应用，不仅可提高产品的质量，而且对保障人身安全,提高劳动生产率以及降低生产成本，有着十分重要的意义。
[0003]多关节串联机械臂是工业应用和理论研究中最为典型的工业机器人，已经广泛应用于焊接、喷涂、装配、搬运等作业环境中。其中，多关节串联机械臂执行作业任务的方式为：机械臂中的执行部件移动到任务点并在任务点执行相应的作业任务。
[0004]然而，机械臂在执行上述操作的过程中，可能会出现执行部件无法到达任务点的情况，这严重影响了作业任务的有序进行。为此，为避免此类问题的发生，本申请提出一种确定机械臂操作范围的方法，其通过在机械臂的设计阶段能够准确的先验预估出执行部件的操作范围，进而基于此操作范围评估当前所设计的机械臂是否能够准确的到达任务点。
技术实现思路
[0005]本申请实施例的目的在于提供一种确定机械臂操作范围的方法，能够为设计出高性能的机器人打下坚实的基础，同时，也确保了机械臂在实际执行任务时能够准确的到达任务点，保证了作业任务的有序进行。
[0006]一方面，本申请提供了一种确定机械臂操作范围的方法，包括：
[0007]接收到触发指令时，根据基本参数信息，建立机械臂模型；
[0008]基于机械臂模型，计算机械臂模型中执行部件的多个移动点，形成移动点集；
[0009]对移动点集进行包络处理，形成反映执行部件操作范围的工作空间；
[0010]对工作空间进行显示。
[0011]在一实施例中，机械臂模型包括至少一个机械臂本体及基座，至少一个机械臂本体设于基座上；基本参数信息包括基座参数信息、每个机械臂本体的参数信息以及每个机械臂本体在基座上的位置信息；
[0012]根据基本参数信息，建立机械臂模型，包括：
[0013]根据基座参数信息，建立基座；
[0014]基于每个机械臂本体的参数信息以及每个机械臂本体在基座上的位置信息，建立至少一个机械臂本体。
[0015]在一实施例中，基座包括相互连接的立柱和横杆；
[0016]根据基座参数信息，建立基座，包括：
[0017]根据立柱及横杆的长度信息以及立柱与横杆的连接关系，建立基座。
[0018]在一实施例中，每个机械臂本体包括多个顺次连接的连杆及关节；
[0019]基于每个机械臂本体的参数信息以及每个机械臂本体在基座上的位置信息，建立至少一个机械臂本体，包括：
[0020]根据目标机械臂本体中多个连杆的长度信息、偏距信息、扭转角度信息、关节的角度信息以及目标机械臂本体在基座上的位置信息，建立目标机械臂本体；
[0021]重复上述过程，直至所有的机械臂本体均被建立完成为止。
[0022]在一实施例中，机械臂模型包括基座及至少一个机械臂本体，机械臂本体设于基座上，每个机械臂本体的末端均设有一个执行部件，每个机械臂本体包括多个顺次连接的连杆及关节；
[0023]基于机械臂模型中多个关节的限位区间，计算机械臂模型中执行部件的多个移动点，形成移动点集，包括：
[0024]步骤一，在目标机械臂本体的每个关节所对应的限位区间内生成一随机变量，并将所有的随机变量组成一目标数组；
[0025]步骤二，生成目标机械臂本体所对应的运动学方程，将目标数组代入运动学方程中，根据运动学方程的输出结果确定目标机械臂本体中执行部件的移动点；
[0026]步骤三，重复执行上述步骤一及步骤二，直至执行次数达到预设次数为止，获得目标机械臂本体中执行部件的多个移动点；
[0027]重复上述步骤一、步骤二及步骤三，直至获得所有机械臂本体中只想部件的移动点为止。
[0028]在一实施例中，对移动点集进行包络处理，形成反映机械臂操作范围的工作空间，包括：
[0029]确定在移动点集中位于边缘的多个边界点，将多个边界点连接，形成工作空间。
[0030]在一实施例中，确定在移动点集中位于边缘的多个边界点，包括：
[0031]在移动点集中选取第一参考点，并以第一参考点为圆心做第一圆；
[0032]在第一圆内选取第二参考点，并做过第一参考点及第二参考点的第二圆和第三圆；其中，第二圆的圆心为第一目标点，第三圆的圆心为第二目标点；
[0033]计算位于第一圆内的每个移动点到第一目标点的第一距离，以及，计算位于第一圆内的每个移动点到第二目标点的第二距离；
[0034]将第一距离、第二距离与预设阈值进行比较，基于比较结果确定第一参考点是否为边界点；
[0035]重复执行上述过程，直至确定所有的边界点为止。
[0036]在一实施例中，对工作空间进行显示，包括：
[0037]接收到转换指令时，将工作空间所在的文件转换为指定格式的目标文件，并将目标文件转换为目标话题进行发布；
[0038]接收到显示指令时，显示目标话题所对应的目标文件。
[0039]另一方面，本申请还提供了一种确定机械臂操作范围的装置，包括建立模块、第一形成模块、第二形成模块及显示模块；其中，建立模块用于根据基本参数信息，建立机械臂模型；第一形成模块用于基于机械臂模型中多个关节的限位区间，计算机械臂模型中执行部件的多个移动点，形成移动点集；第二形成模块用于对移动点集进行包络处理，形成反映机械臂操作范围的工作空间；显示模块，用于对工作空间进行显示。
[0040]进一步的，本申请还提供了一种电子设备，电子设备包括：
[0041]处理器；
[0042]用于存储处理器可执行指令的存储器；
[0043]其中，处理器被配置为执行上述确定机械臂操作范围的方法。
[0044]本申请提供一种确定机械臂操作范围的方法，用于确定多关节串联机械臂的操作范围。具体的，确定方式为，首先根据基本参数信息建立机械臂模型，之后根据机械臂模型计算在机械臂模型中执行部件的多个移动点，形成移动点集，最后再通过对移动点集进行包络处理，形成能够反映机械臂操作范围的工作空间。因此，可以看出，本申请中，能够在机械臂的设计阶段通过建模的方式模拟出机械臂的操作范围，进而基于此操作范围确定当前所设计的机械臂是否能够准确的到达任务点完成相应的作业任务。进一步的，在确定当前所设计的机械臂无法完成相应的作业任务时，可以通过对设计参数进行调整的方式使其满足要求；当确定当前所设计的机械臂能够完成相应的作业任务时，也可以进一步的去生成最优的控制方案，使机械臂能够以最佳的执行方式完成相应的作业任务。为此，本申请中的方法，能够为设计出高性能的机器人打下坚实的基础，同时，也确保了机械臂在实际执行任务时能够准确的到达任务点，保证了作业任务的有序进行。
附图说明
[0045]为了更本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种确定机械臂操作范围的方法，其特征在于，所述方法包括：接收到触发指令时，根据基本参数信息，建立机械臂模型；基于所述机械臂模型，计算所述机械臂模型中执行部件的多个移动点，形成移动点集；对所述移动点集进行包络处理，形成反映所述执行部件操作范围的工作空间；对所述工作空间进行显示。2.根据权利要求1所述的确定机械臂操作范围的方法，其特征在于，所述机械臂模型包括至少一个机械臂本体及基座，至少一个机械臂本体设于所述基座上；所述基本参数信息包括基座参数信息、每个机械臂本体的参数信息以及每个机械臂本体在所述基座上的位置信息；所述根据基本参数信息，建立机械臂模型，包括：根据所述基座参数信息，建立所述基座；基于每个机械臂本体的参数信息以及每个机械臂本体在所述基座上的位置信息，建立至少一个机械臂本体。3.根据权利要求2所述的确定机械臂操作范围的方法，其特征在于，所述基座包括相互连接的立柱和横杆；所述根据所述基座参数信息，建立所述基座，包括：根据所述立柱及所述横杆的长度信息以及所述立柱与所述横杆的连接关系，建立所述基座。4.根据权利要求2所述的确定机械臂操作范围的方法，其特征在于，每个机械臂本体包括多个顺次连接的连杆及关节；所述基于每个机械臂本体的参数信息以及每个机械臂本体在所述基座上的位置信息，建立至少一个机械臂本体，包括：根据目标机械臂本体中多个连杆的长度信息、偏距信息、扭转角度信息、关节的角度信息以及所述目标机械臂本体在所述基座上的位置信息，建立所述目标机械臂本体；重复上述过程，直至所有的机械臂本体均被建立完成为止。5.根据权利要求1所述的确定机械臂操作范围的方法，其特征在于，机械臂模型包括基座及至少一个机械臂本体，所述机械臂本体设于所述基座上，每个机械臂本体的末端均设有一个执行部件，每个机械臂本体包括多个顺次连接的连杆及关节；所述基于所述机械臂模型，计算所述机械臂模型中执行部件的多个移动点，形成移动点集，包括：步骤一，在目标机械臂本体的每个关节所对应的限位区间内生成一随机变量，并将所有的随机变量组成一目标数组；步骤二，生成所述目标机械臂本体所对应的运动学方程，将所述目标数组代入所述运动学方程中，根据所述运动学方程的输出结果确定所...
【专利技术属性】
技术研发人员：玉正英，吴海腾，王佳，夏天，肖焱，
申请(专利权)人：杭州申昊科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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