一种机器人运动仿真方法及仿真系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115741678A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211370534.4(22)申请日2022.11.03(71)申请人武汉益模科技股份有限公司地址430000湖北省武汉市东湖新技术开发区高新二路22号中国光谷云计算海外高新企业孵化中心1、2号研发办公楼栋1号楼21层1研发办公号(72)发明人蔡兵易平胡世祥胡建平(74)专利代理机构武汉天领众智专利代理事务所(普通合伙)42300专利代理师谢非(51)Int.Cl.B25J9/16(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种机器人运动仿真方法及仿真系统(57)摘要本发明公开了一种机器人运动仿真方法，通过建立机器人和所述卡爪的三维实体模型、并构建运动环境的三维实体模型，根据运动指令在仿真运动模型之中对运动过程中产生的位置偏移进行计算，根据获取到的所述多个机械臂、所述多个关节的位置、所述多个机械臂的运动距离和所述多个关节的转动角度，得到所述运动副在执行所述运动指令后的偏离初始位置的量，并根据初始位置计算最终位置，将该最终位置与指令的预期位置进行比对，反复执行此操作直至位置误差阈值减小至预设阈值范围内，即可实现得到最佳操作及相应的操作步骤，无须通过示教器控制机器人卡爪移动到定位点，大大的减小了出现误操作的可能性，提升了机器人控制的精度。CN115741678ACN115741678A权利要求书1/2页1.一种机器人运动仿真方法，其特征在于，所述机器人包括多个机械臂和多个关节，所述多个机械臂通过所述多个关节连接成一个多自由度的运动副，所述机器人用于控制机器人卡爪移动到指定的定位点，所述机器人运动仿真方法用于仿真该运动过程，所述机器人运动仿真方法包括：获取所述多个机械臂和所述多个关节的位置；获取所述多个机械臂的运动距离和所述多个关节的转动角度；接受运动指令；根据获取到的所述多个机械臂、所述多个关节的位置、所述多个机械臂的运动距离和所述多个关节的转动角度，得到所述运动副在执行所述运动指令后的偏离初始位置的量，并根据初始位置计算最终位置，将该最终位置与指令的预期位置进行比对，若误差在预设阈值内，则保存指令操作并生成运动过程的仿真动画；若误差在预设阈值外，则对运动执行操作进行修正直至该误差减小至预设阈值范围内后，保存修正后的指令操作并生成相应的运动过程仿真动画；建立机器人和所述卡爪的三维实体模型；建立运动环境的三维实体模型；在所述运动环境的三维实体模型中模拟在不同运动指令下所述多个机械臂的运动距离和所述多个关节的转动角度。2.根据权利要求1所述的一种机器人运动仿真方法，其特征在于，获取所述多个机械臂和所述多个关节的位置包括以下步骤：步骤一：使用三维软件完成机器人模型的构建；步骤二：根据机器人各关节角度范围值和各机械臂的长度确定工作空间的二维投影；步骤三：根据机械臂长度和关节角度建立D‑H坐标系；步骤四：根据D‑H坐标系确定D‑H参数表。3.根据权利要求1所述的一种机器人运动仿真方法，其特征在于，所述建立机器人和所述卡爪的三维实体模型过程采用3Dmax完成机器人模型的构建并导出为.FBX格式模型，将模型导入unity并确定模型之间的父子关系。4.根据权利要求1所述的一种机器人运动仿真方法，其特征在于，所述仿真机器人运动的过程包括以下步骤：1)将机器人和所述卡爪的三维实体模型、运动环境的三维实体模型导入到预先存储于计算机中的运动仿真模型中；2)通过多个函数分别实现机器人关节坐标系下的运动，末端控制点保持轴向方向水平移动和获取姿态信息，并通过逆向动力学来实现机器人用户坐标系下运动。5.根据权利要求1所述的一种机器人运动仿真方法，其特征在于，在仿真运动过程后，通过定义多个单次操作动作，设置动作集合，在实现一租包含多次单次操作动作的动作集合的最终结果后，在同一坐标系下进行判断，如出现动作集合中的任意一种动作结果，则判定其之前的操作为冗余动作，加以去除；在两种操作同时存在时，需以每次变换操作模式为节点，节点后的操作不对节点前的操作结果进行更改。6.根据权利要求1所述的一种机器人运动仿真方法，其特征在于，通过带入动作集合中的操作类型、运动对象、运动对象位置和运动对象旋转为参数到特定函数来实现动画生成。2CN115741678A权利要求书2/2页7.一种机器人运动仿真系统，其特征在于，包括计算机和显示装置，所述计算机内存储有如权利要求1～6中任意一项所述的机器人运动仿真方法，所述显示装置将所述计算机利用所述机器人运动仿真方法得到的仿真结果显示给使用者。3CN115741678A说明书1/5页一种机器人运动仿真方法及仿真系统技术领域[0001]本发明涉及虚拟仿真技术领域，具体为一种机器人运动仿真