System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 机器人仿真方法、装置、计算设备和存储介质制造方法及图纸_技高网

机器人仿真方法、装置、计算设备和存储介质制造方法及图纸

技术编号:44458736 阅读:0 留言:0更新日期:2025-02-28 19:06
本公开涉及机器人仿真方法、装置、计算设备和存储介质。机器人仿真方法,所述方法在Web客户端上执行,包括:确定目标机器人的统一机器人描述格式的描述文件;基于所述描述文件中的机器人参数信息确定所述目标机器人的D‑H参数,并且基于所述描述文件中的机器人模型信息在Web客户端的Web页面上渲染所述目标机器人的机器人仿真模型;基于所述D‑H参数建立所述机器人仿真模型的各个连杆之间的齐次变换矩阵和逆变换公式;以及利用所述齐次变换矩阵计算所述机器人仿真模型的末端的位置和姿态,或者利用所述逆变换公式计算所述机器人仿真模型的各个关节的位置。

【技术实现步骤摘要】

本公开通常涉及机器人,更具体地,涉及机器人仿真方法、装置、计算设备和存储介质


技术介绍

1、随着“元宇宙”和“工业4.0”等概念的兴起,企业正在积极寻求数字化转型的突破口。现代化工厂的远程操作、虚拟现实和模拟操作越来越多。

2、大多数成熟的工业机器人厂商都会为其工业机器人产品开发配套的离线编程和仿真软件。此类软件内置精确的工业机器人模型和数据,功能权限较低,但只能支持本品牌工业机器人的仿真,与其他品牌的工业机器人不兼容。

3、除了工业机器人厂家推出的专用软件外,不少公司还推出了商业化的通用工业机器人仿真软件,这些通用软件可以支持各种品牌和型号的工业机器人的仿真、设计和离线编程,但对工业机器人的仿真功能没有专用软件那么强大。上述商用工业机器人仿真软件面向工业应用场景,要求用户有一定的工业机器人操作基础,具有价格高、功能冗杂、操作复杂等特点。

4、目前,国内外的虚拟仿真实验平台大多以单机软件的形式存在。少数基于网络的虚拟仿真实验平台还需要安装插件或依赖其他软件运行,存在工业机器人种类不全的问题,不能很好地满足新手用户对工业机器人的操作需求;另外,一些虚拟仿真实验的仿真度较低,与真实的工业机器人实验操作相差甚远,用户难以产生真实感,虚拟仿真实验的训练效果难以在真实实验中得到体现。


技术实现思路

1、在下文中给出关于本专利技术的简要概述,以便提供关于本专利技术的某些方面的基本理解。应当理解,这个概述并不是关于本专利技术的穷举性概述。它并不是意图确定本专利技术的关键或重要部分,也不是意图限定本专利技术的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念,以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

2、有鉴于此,本专利技术提供了一种不依赖任何插件或软件,具有完整的工业机器人类型体系和高仿真度的轻量级机器人仿真平台。

3、根据本公开的一个方面,提供了一种机器人仿真方法,所述方法在web客户端上执行,包括:

4、确定目标机器人的统一机器人描述格式的描述文件;

5、基于所述描述文件中的机器人参数信息确定所述目标机器人的d-h参数,并且基于所述描述文件中的机器人模型信息在web客户端的web页面上渲染所述目标机器人的机器人仿真模型;

6、基于所述d-h参数建立所述机器人仿真模型的各个连杆之间的齐次变换矩阵和逆变换公式;以及

7、利用所述齐次变换矩阵计算所述机器人仿真模型的末端的位置和姿态,或者利用所述逆变换公式计算所述机器人仿真模型的各个关节的位置。

8、通过这样的方式,可以实现一个在网络上运行的轻量级机器人的虚拟仿真实验平台。该平台的运行不依赖任何插件或软件,它具有完整的工业机器人类型系统和较高的仿真度,便于用户了解不同类型工业机器人的结构、运行和编程控制,完成特定场景下的工作任务。

9、可选地,在上述方面的一个示例中,利用所述齐次变换矩阵计算所述机器人仿真模型的末端的位置和姿态包括:

10、在所述web页面上接收所述机器人仿真模型的至少一个关节角度的参数,利用所述齐次变换矩阵计算所述机器人仿真模型的末端的位置和姿态,并在所述web页面上渲染当前的机器人仿真模型;

11、利用所述逆变换公式计算所述机器人仿真模型的各个关节的位置包括:

12、在所述web页面上接收所述机器人仿真模型的末端的位置和姿态的参数,利用所述逆变换公式计算所述机器人仿真模型的各个关节的位置,并在所述web页面上渲染当前的机器人仿真模型。

13、通过这样的方式,可以自动对机器人求正解或者求反解,并在web页面上实时渲染机器人仿真模型。

14、可选地,在上述方面的一个示例中,所述d-h参数包括:关节角度、偏置距离、抽象连杆长度和相邻连杆扭角。

15、可选地,在上述方面的一个示例中,所述方法还包括:

16、所述web客户端通过长连接服务建立与所述目标机器人的连接,获得所述目标机器人的实时姿态信息,基于所述目标机器人的实时姿态信息在所述web页面上渲染所述机器人仿真模型,使得所述机器人仿真模型与所述目标机器人同步运动。

17、通过这样的方式,可以实现客户端的页面上的机器人仿真模型与真实机器人的同步运动。

18、可选地,在上述方面的一个示例中,还包括:

19、在所述web页面中接收对所述机器人仿真模型的末端的拖拽,所述拖拽虚拟示教出目标姿态,将所述目标姿态通过所述长连接服务发送给所述目标机器人,以实现基于所述目标姿态控制所述目标机器人运动到目标位置。

20、通过这样的方式,可以实现对真实机器人的反向控制。

21、可选地,在上述方面的一个示例中,所述web页面采用html5协议,渲染所述机器人仿真模型采用webgl作为绘图协议,所述机器人仿真模型是3维模型。

22、可选地,在上述方面的一个示例中,所述目标机器人是工业机器人。

23、根据本公开的另一方面,提供一种机器人仿真装置,所述装置设置在web客户端上,包括:

24、描述文件确定单元,被配置为确定目标机器人的统一机器人描述格式的描述文件;

25、参数确定和模型渲染单元,被配置为基于所述描述文件中的机器人参数信息确定所述目标机器人的d-h参数,并且基于所述描述文件中的机器人模型信息在web客户端的web页面上渲染所述目标机器人的机器人仿真模型;

26、变换矩阵和逆变换公式确定单元,被配置为基于所述d-h参数建立所述机器人仿真模型的各个连杆之间的齐次变换矩阵和逆变换公式;以及

27、仿真模型计算单元,被配置为利用所述齐次变换矩阵计算所述机器人仿真模型的末端的位置和姿态,或者利用所述逆变换公式计算所述机器人仿真模型的各个关节的位置。

28、根据本公开的另一方面,提供了计算设备,包括:至少一个处理器;以及与所述至少一个处理器耦合的一个存储器,所述存储器用于存储指令,当所述指令被所述至少一个处理器执行时,使得所述处理器执行如上所述的方法。

29、根据本公开的另一方面,提供了一种非暂时性机器可读存储介质,其存储有可执行指令,所述指令当被执行时使得所述机器执行如上所述的方法。

30、根据本公开的另一方面,提供了一种计算机程序产品,所述计算机程序产品被有形地存储在计算机可读介质上并且包括计算机可执行指令,所述计算机可执行指令在被执行时使至少一个处理器执行如上所述的方法。

31、根据本专利技术实施例的方法和装置,可以实现一个在网络上运行的轻量级机器人的虚拟仿真实验平台。该平台的运行不依赖任何插件或软件,它具有完整的工业机器人类型系统和较高的仿真度,便于用户了解不同类型工业机器人的结构、运行和编程控制,完成特定场景下的工作任务。

32、此外,在根据本专利技术实施例的方法和装置中,利用数字孪生技术,根据工业机器人的示教点和控制指令实现工业机器人的编程控制,控制工业机器人在示教点之本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.机器人仿真方法(100),所述方法在Web客户端上执行,包括:

2.如权利要求1所述的方法(100),其中,利用所述齐次变换矩阵计算所述机器人仿真模型的末端的位置和姿态包括:

3.如权利要求1所述的方法(100),所述D-H参数包括:关节角度、偏置距离、抽象连杆长度和相邻连杆扭角。

4.如权利要求1-3中任意一项所述的方法(100),还包括:

5.如权利要求4所述的方法(100),还包括:

6.如权利要求1-5中任意一项所述的方法,其中,

7.如权利要求1-5中任意一项所述的方法,其中,所述目标机器人是工业机器人。

8.机器人仿真装置(200),所述装置设置在Web客户端上,包括:

9.计算设备(300),包括:

10.一种非暂时性机器可读存储介质,其存储有可执行指令,所述指令当被执行时使得所述机器执行如权利要求1-7中任意一项所述的方法。

11.一种计算机程序产品,所述计算机程序产品被有形地存储在计算机可读介质上并且包括计算机可执行指令,所述计算机可执行指令在被执行时使至少一个处理器执行根据权利要求1-7中任意一项所述的方法。

...

【技术特征摘要】

1.机器人仿真方法(100),所述方法在web客户端上执行,包括:

2.如权利要求1所述的方法(100),其中,利用所述齐次变换矩阵计算所述机器人仿真模型的末端的位置和姿态包括:

3.如权利要求1所述的方法(100),所述d-h参数包括:关节角度、偏置距离、抽象连杆长度和相邻连杆扭角。

4.如权利要求1-3中任意一项所述的方法(100),还包括:

5.如权利要求4所述的方法(100),还包括:

6.如权利要求1-5中任意一项所述的方法,其中,

7.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:王睿
申请(专利权)人:西门子中国有限公司
类型:发明
国别省市:

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