一种机械臂末端姿态调整方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108927801A(43)申请公布日2018.12.04(21)申请号201810237323.0(22)申请日2018.03.21(71)申请人北京猎户星空科技有限公司地址100144北京市石景山区实兴大街30号院3号楼2层A-2570房间(72)发明人丁萌(74)专利代理机构北京智信禾专利代理有限公司11637代理人吴桦(51)Int.Cl.B25J9/16(2006.01)B25J9/10(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图5页(54)发明名称一种机械臂末端姿态调整方法及装置(57)摘要本申请公开了一种机械臂末端姿态调整方法及装置，应用于智能机器人，所述智能机器人包括基座和机械臂，所述方法包括：在预先设定的情况下，获取所述机械臂末端在基座坐标系Ob下的当前姿态值；根据所述机械臂末端在基座坐标系Ob下的当前姿态值，确定机械臂末端的当前坐标系Og1与所述基座坐标系Ob之间的第一旋转矩阵A1；根据所述第一旋转矩阵A1和机械臂末端的矫正坐标系Og2的Z轴与所述基座坐标系Ob的Z轴的平行关系，确定机械臂末端的矫正坐标系Og2与所述基座坐标系Ob之间的第二旋转矩阵A2；根据所述第二旋转矩阵A2，确定所述机械臂末端的目标姿态值；基于所述机械臂末端的当前姿态值和目标姿态值生成控制指令，通过所述控制指令控制所述机械臂末端从当前姿态调整为目标姿态。CN108927801ACN108927801A权利要求书1/2页1.一种机械臂末端姿态调整方法，其特征在于，应用于智能机器人，所述智能机器人包括基座和机械臂，所述方法包括：在预先设定的情况下，获取机械臂末端在基座坐标系Ob下的当前姿态值；根据所述机械臂末端在基座坐标系Ob下的当前姿态值，确定机械臂末端的当前坐标系Og1与基座坐标系Ob之间的第一旋转矩阵A1；根据所述第一旋转矩阵A1和机械臂末端的矫正坐标系Og2的Z轴与基座坐标系Ob的Z轴的平行关系，确定机械臂末端的矫正坐标系Og2与基座坐标系Ob之间的第二旋转矩阵A2；根据所述第二旋转矩阵A2，确定所述机械臂末端的目标姿态值；基于所述机械臂末端的目标姿态值生成控制指令，通过所述控制指令控制所述机械臂末端从当前姿态调整为目标姿态。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预先设定的情况，包括：接收到对机械臂末端姿态进行水平矫正的指令；或执行需要对机械臂末端姿态进行水平矫正的任务。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据所述第一旋转矩阵A1和机械臂末端的矫正坐标系Og2的Z轴与基座坐标系Ob的Z轴的平行关系，确定机械臂末端的矫正坐标系Og2与基座坐标系Ob之间的第二旋转矩阵A2，包括：基于机械臂末端的矫正坐标系Og2的Z轴与基座坐标系Ob的Z轴的平行关系，确定机械臂末端的矫正坐标系Og2在基座坐标系Ob的Z轴的单位向量；通过所述第一旋转矩阵A1，确定机械臂末端的当前坐标系Og1在基座坐标系Ob的X轴和Y轴的单位向量；根据所述机械臂末端的当前坐标系Og1在基座坐标系Ob的X轴和Y轴的单位向量与基座坐标系Ob中垂直于Z轴的平面的投影关系，确定机械臂末端的矫正坐标系Og2在基座坐标系Ob的X轴和Y轴的单位向量；根据机械臂末端的矫正坐标系Og2在基座坐标系Ob的X轴、Y轴和Z轴的单位向量，确定第二旋转矩阵A2。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，机械臂末端的矫正坐标系Og2在基座坐标系Ob的Z轴的单位向量Vz’＝[0,0,1]；机械臂末端的当前坐标系Og1在基座坐标系Ob的X轴和Y轴的单位向量分别为Vx＝[a1,TTa2,a3]，Vy＝[b1,b2,b3]；机械臂末端的矫正坐标系Og2在基座坐标系Ob的X轴和Y轴的单位向量分别为所述第二旋转矩阵A2＝[VxVyVz]。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述基于所述机械臂末端的目标姿态值生成控制指令，包括：在当前姿态值和目标姿态值之间插入至少一个过渡姿态值；基于所述机械臂末端的当前姿态值、至少一个过渡姿态值和目标姿态值生成控制指令。2CN108927801A权利要求书2/2页6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述在当前姿态值和目标姿态值之间插入至少一个过渡姿态值，包括：采用插值法，在当前姿态值和目标姿态值之间插入至少一个过渡姿态值。7.一种机械臂末端姿态调整装置，其特征在于，所述装置包括：数据采集模块，在预先设定的情况下，获取所述机械臂末端在基座坐标系Ob下的当前姿态值；第一计算模块，被配置为根据所述机械臂末端在基座坐标系Ob下的当前姿态值，确定机械臂末端的当前坐标系Og1与所述基座坐标系Ob之间的第一旋转矩阵A1；第二计算模块，被配置为根据所述第一旋转矩阵A1和机械臂末端