一種基于嵌入式控制器的機(jī)器人控制方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明適用于機(jī)器人控制領(lǐng)域，提供了一種基于嵌入式控制器的機(jī)器人控制方法和裝置，所述基于嵌入式控制器的機(jī)器人控制方法包括：接收上位機(jī)的G代碼；根據(jù)所述G代碼，采用三次樣條插值算法生成至少兩個(gè)插值點(diǎn)；根據(jù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解算法計(jì)算出從第一插值點(diǎn)移動(dòng)到第二插值點(diǎn)的脈沖個(gè)數(shù)，所述第一插值點(diǎn)和所述第二插值點(diǎn)為相鄰的所述插值點(diǎn)；輸出所述脈沖個(gè)數(shù)的脈沖以控制所述機(jī)器人的機(jī)械手移動(dòng)，依次類推，直到移動(dòng)到目標(biāo)插值點(diǎn)并控制機(jī)械手在該目標(biāo)插值點(diǎn)執(zhí)行動(dòng)作。
【專利說(shuō)明】—種基于嵌入式控制器的機(jī)器人控制方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)器人控制領(lǐng)域，尤其涉及一種基于嵌入式控制器的機(jī)器人控制方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]エ業(yè)機(jī)器人是面向エ業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器人。エ業(yè)機(jī)器人是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置，是靠自身動(dòng)カ和控制能力來(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能的ー種機(jī)器。它可以接受人類指揮，也可以按照預(yù)先編排的程序運(yùn)行，現(xiàn)代的エ業(yè)機(jī)器人還可以根據(jù)人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。因此，應(yīng)用エ業(yè)機(jī)器人可以有效地提高工業(yè)生產(chǎn)率，實(shí)現(xiàn)エ業(yè)自動(dòng)化。
[0003]目前，主流的用于エ業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制器由個(gè)人計(jì)算機(jī)(Personal Computer,PC)和運(yùn)動(dòng)控制卡組成；其中，PC作為上位機(jī)，用于人機(jī)交互(例如:接收錄入的參數(shù)，顯示機(jī)器人工作狀態(tài)；另外，還用于把控制機(jī)器人的機(jī)械手動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)控制命令通過(guò)通訊總線傳送至下位機(jī))；其中，運(yùn)動(dòng)控制卡作為下位機(jī)，用于接收控制機(jī)器人的機(jī)械手動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)控制命令，并機(jī)器人運(yùn)動(dòng)。對(duì)于目前采用PC和運(yùn)動(dòng)控制卡組成的運(yùn)動(dòng)控制器，該種運(yùn)動(dòng)控制器是機(jī)器人控制系統(tǒng)普遍采用的控制器，相對(duì)比較成熟、可靠。同時(shí)，研究采用嵌入式控制器的機(jī)器人對(duì)于以低成本、數(shù)字化、柔性化等為基本要求的機(jī)器人系統(tǒng)顯得尤為合適，但是目前仍然沒(méi)有ー套比較完善的采用嵌入式控制器的機(jī)器人的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種基于嵌入式控制器的機(jī)器人控制的方法，以解采用PC和運(yùn)動(dòng)控制器卡組成的運(yùn)動(dòng)控制器，成本高的問(wèn)題。
[0005]—方面，本發(fā)明提供一種基于嵌入式控制器的機(jī)器人控制方法，所述基于嵌入式控制器的機(jī)器人控制方法包括:
[0006]接收上位機(jī)的G代碼；
[0007]根據(jù)所述G代碼，采用三次樣條插值算法生成至少兩個(gè)插值點(diǎn)；
[0008]根據(jù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解算法計(jì)算出從第一插值點(diǎn)移動(dòng)到第二插值點(diǎn)的脈沖個(gè)數(shù)，所述第一插值點(diǎn)和所述第二插值點(diǎn)為相鄰的所述插值點(diǎn)；
[0009]輸出所述脈沖個(gè)數(shù)的脈沖以控制所述機(jī)器人的機(jī)械手移動(dòng)。
[0010]一方面，本發(fā)明還提供一種基于嵌入式控制器的機(jī)器人控制裝置，所述基于嵌入式控制器的機(jī)器人控制裝置包括:
[0011]G代碼接收単元，用于接收上位機(jī)的G代碼；
[0012]插值點(diǎn)生成単元，用于根據(jù)所述G代碼，采用三次樣條插值算法生成至少兩個(gè)插值點(diǎn)；
[0013]脈沖個(gè)數(shù)計(jì)算單元，用于根據(jù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解算法計(jì)算出從第一插值點(diǎn)移動(dòng)到第二插值點(diǎn)的脈沖個(gè)數(shù)，所述第一插值點(diǎn)和所述第二插值點(diǎn)為相鄰的所述插值點(diǎn)；[0014]機(jī)械手移動(dòng)單元，用于輸出所述脈沖個(gè)數(shù)的脈沖以控制所述機(jī)器人的機(jī)械手移動(dòng)。
[0015]一方面，本發(fā)明還提供ー種嵌入式控制器，所述嵌入式控制器包括上述的基于嵌入式控制器的機(jī)器人控制裝置。
[0016]本發(fā)明的有益效果:在上位機(jī)上編寫G代碼；然后，嵌入式控制器下載該G代碼并采用三次樣條插值算法生成至少兩個(gè)插值點(diǎn)；然后，根據(jù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解算法計(jì)算出從第一插值點(diǎn)移動(dòng)到第二插值點(diǎn)的脈沖個(gè)數(shù)，向電機(jī)輸出所述脈沖個(gè)數(shù)的脈沖以控制所述機(jī)器人的機(jī)械手移動(dòng)，依次類推，直到移動(dòng)到目標(biāo)插值點(diǎn)并在該目標(biāo)插值點(diǎn)執(zhí)行動(dòng)作。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的ー些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的基于嵌入式控制器的機(jī)器人控制方法的實(shí)現(xiàn)流程圖；
[0019]圖2是本發(fā)明實(shí)施例ニ提供的基于嵌入式控制器的機(jī)器人控制裝置的組成結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)ー步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0021]為了說(shuō)明本發(fā)明所述的技術(shù)方案，下面通過(guò)具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。
[0022]需要說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例采用嵌入式控制器包括ARM處理器。上位機(jī)為PC。
[0023]實(shí)施例一:
[0024]圖1示出了實(shí)施例一提供的基于嵌入式控制器的機(jī)器人控制方法的工作流程，其實(shí)現(xiàn)流程詳述如下:
[0025]作為本發(fā)明ー實(shí)施例，在步驟Sll之前，針對(duì)每個(gè)機(jī)械手，PC預(yù)先將機(jī)械手的參數(shù)發(fā)送至嵌入式控制器，所述參數(shù)包括:關(guān)節(jié)齒輪傳動(dòng)比、伺服電機(jī)電子齒輪比、伺服電機(jī)編碼器脈沖數(shù)以及關(guān)節(jié)臂長(zhǎng)等。這樣，待嵌入式控制器完成該機(jī)械手的參數(shù)設(shè)置之后，嵌入式控制器可以斷開(kāi)與PC的通信(降低PC與機(jī)械手的耦合)。
[0026]另外，在PC上進(jìn)行G代碼編寫，對(duì)G代碼進(jìn)行語(yǔ)法檢查以及譯碼；優(yōu)選的是，PC還提供語(yǔ)法檢查功能，以對(duì)編輯好的G代碼進(jìn)行語(yǔ)法編譯檢錯(cuò)，例如:命令號(hào)輸入錯(cuò)誤、非法字符輸入、命令參數(shù)輸入錯(cuò)誤、命令參數(shù)格式錯(cuò)誤等；一旦檢查到語(yǔ)法錯(cuò)誤，PC會(huì)在信息提示框中彈出錯(cuò)誤命令行號(hào)和錯(cuò)誤類型，然后，用戶可以根據(jù)這些提示改正G代碼。待完成譯碼后，將譯碼生成的G代碼轉(zhuǎn)換成通信代碼以便于PC將該通信代碼發(fā)送至嵌入式控制器；優(yōu)選的是，PC可以通過(guò)串ロ將該通信代碼發(fā)送至嵌入式控制器；優(yōu)選的是，PC可以通過(guò)遠(yuǎn)程終端裝置(Remote Terminal Unit, RTU)傳輸方式將該通信代碼發(fā)送至嵌入式控制器。完成上述操作后，執(zhí)行步驟SI I。
[0027]作為本發(fā)明ー實(shí)施例，步驟S11，接收上位機(jī)的G代碼。
[0028]需要說(shuō)明的是，嵌入式控制器將接收到的該通信代碼轉(zhuǎn)換會(huì)編譯后的G代碼以完成接收PC的G代碼。
[0029]作為本發(fā)明ー實(shí)施例，所述嵌入式控制器還具有存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)編譯后的G代碼(包括G代碼的命令段和G代碼的參數(shù)段)，還用于存儲(chǔ)機(jī)械手參數(shù)、脈沖個(gè)數(shù)以及運(yùn)動(dòng)時(shí)間單位等參數(shù)。優(yōu)選的是，所述存儲(chǔ)器為FLASH閃存。
[0030]步驟S12，根據(jù)所述G代碼，采用三次樣條插值算法生成至少兩個(gè)插值點(diǎn)。
[0031]需要說(shuō)明的是，采用三次樣條插值算法分別生成的插值點(diǎn)包括:當(dāng)前插值點(diǎn)(當(dāng)前機(jī)械手所在的位置)和目標(biāo)插值點(diǎn)(待執(zhí)行動(dòng)作的位置)。
[0032]在本實(shí)施例中，在控制機(jī)械手執(zhí)行動(dòng)作時(shí)，需要采用三次樣條插值算法計(jì)算出該機(jī)械手從當(dāng)前插值點(diǎn)需要經(jīng)過(guò)哪些插值點(diǎn)到達(dá)待執(zhí)行動(dòng)作的目標(biāo)插值點(diǎn)以執(zhí)行動(dòng)作。以五自由度的機(jī)械手為例，其中，計(jì)算出分別在第一自由度、第二自由度以及第三自由度上需要經(jīng)過(guò)的插值點(diǎn)以控制機(jī)械手按照預(yù)設(shè)軌跡(由依次經(jīng)過(guò)的插值點(diǎn)連接組成)到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)，然后確定在第四自由度和第五自由度需要經(jīng)過(guò)的插值點(diǎn)以完成操作。
[0033]優(yōu)選的是，通過(guò)三次樣條插值算法計(jì)算出從當(dāng)前插值點(diǎn)到目標(biāo)插值點(diǎn)需要經(jīng)過(guò)的插值點(diǎn)以實(shí)現(xiàn)直線插值或圓弧插值等。
[0034]優(yōu)選的是，為了保證機(jī)械手從當(dāng)前插值點(diǎn)移動(dòng)到目標(biāo)插值點(diǎn)的連續(xù)性和平滑性，所述三次樣條插值算法為:五段三次樣條插值算法或七段三次樣條插值算法。
[0035]值得說(shuō)明的是，采用七段三次樣條插值算法生成從當(dāng)前插值點(diǎn)到目標(biāo)插值點(diǎn)的插值點(diǎn)，從而，從當(dāng)前插值點(diǎn)到目標(biāo)插值點(diǎn)的移動(dòng)過(guò)程分為七段:加加速段、勻加速段、減加速段、勻速段、加減速段、勻減速段以及減減速段；其中，移動(dòng)過(guò)程中的七段分別包括至少ー個(gè)插值點(diǎn)，需要說(shuō)明的是，為了更精確地到達(dá)目標(biāo)插值點(diǎn)，勻速段包含的插值點(diǎn)較少，而隔當(dāng)前插值點(diǎn)近的加加速段和隔目標(biāo)插值點(diǎn)近的減減速段包含的插值點(diǎn)均較多。
[0036]步驟S13，根據(jù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解算法計(jì)算出從第一插值點(diǎn)移動(dòng)到第二插值點(diǎn)的脈沖個(gè)數(shù)，所述第一插值點(diǎn)和所述第二插值點(diǎn)為相鄰的所述插值點(diǎn)。
[0037]在本實(shí)施例中，待確定好從當(dāng)前插值點(diǎn)到目標(biāo)插值點(diǎn)而需經(jīng)過(guò)的插值點(diǎn)后,針對(duì)從所述第一插值點(diǎn)到所述第二插值點(diǎn)的過(guò)程，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解算法確定脈沖個(gè)數(shù)，通過(guò)向電機(jī)輸出該脈沖個(gè)數(shù)的脈沖以控制機(jī)械手從所述第一插值點(diǎn)移動(dòng)到所述第二插值點(diǎn)。依次類推，將機(jī)械手從當(dāng)前插值點(diǎn)到目標(biāo)插值點(diǎn)。
[0038]作為本發(fā)明ー實(shí)施例，所述根據(jù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解算法計(jì)算出從第一插值點(diǎn)移動(dòng)到第二插值點(diǎn)的脈沖個(gè)數(shù)的步驟，還包括:
[0039]接收上位機(jī)的所述機(jī)器人的機(jī)械手參數(shù)；
[0040]通過(guò)所述機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解算法處理所述機(jī)械手參數(shù)以計(jì)算出從第一插值點(diǎn)移動(dòng)到第二插值點(diǎn)的脈沖個(gè)數(shù)。
[0041]需要說(shuō)明的是，所述機(jī)械手參數(shù)包括:電機(jī)通過(guò)ー個(gè)脈沖控制機(jī)械手移動(dòng)的距離、機(jī)械手的大小等。
[0042]這樣，對(duì)于不同的機(jī)器人，該機(jī)器人可能具有不同的機(jī)械手，因此，電機(jī)輸出的一個(gè)脈沖控制機(jī)械手移動(dòng)的距離也不同。因此，用戶可以預(yù)先通過(guò)PC設(shè)置機(jī)械手參數(shù)，然后嵌入式控制器從PC接收該機(jī)械手參數(shù)并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。
[0043]與此同時(shí)，在根據(jù)所述機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解算法計(jì)算出從第一插值點(diǎn)移動(dòng)到第二插值點(diǎn)的脈沖個(gè)數(shù)時(shí)，針對(duì)所述機(jī)械手參數(shù)確定出正確的脈沖個(gè)數(shù)以將機(jī)械手從第一插值點(diǎn)精確移動(dòng)到第二插值點(diǎn)。
[0044]作為本發(fā)明ー實(shí)施例，所述脈沖個(gè)數(shù)包括:所述機(jī)器人的機(jī)械手具有至少ー個(gè)自由度，根據(jù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解算法計(jì)算出的從第一插值點(diǎn)移動(dòng)到第二插值點(diǎn)的每個(gè)所述自由度的脈沖個(gè)數(shù)。
[0045]在本實(shí)施例中，嵌入式處理器控制至少ー個(gè)機(jī)械手，每ー個(gè)機(jī)械手也至少具有一個(gè)自由度；例如:四自由度的エ業(yè)機(jī)器人，該エ業(yè)機(jī)器人的第一自由度和第二自由度用于定位運(yùn)動(dòng)軌跡，該エ業(yè)機(jī)器人的第三自由度和第四自由度用于控制機(jī)械手包含的執(zhí)行器執(zhí)行動(dòng)作。因此，當(dāng)需要移動(dòng)機(jī)械手到目標(biāo)插值點(diǎn)以執(zhí)行動(dòng)作時(shí)，針對(duì)每個(gè)自由度，需要計(jì)算出用于控制機(jī)械手在每個(gè)自由度移動(dòng)的脈沖個(gè)數(shù)。
[0046]步驟S14，輸出所述脈沖個(gè)數(shù)的脈沖以控制所述機(jī)器人的機(jī)械手移動(dòng)。
[0047]在本實(shí)施例中，嵌入式控制器向電機(jī)輸出所述脈沖個(gè)數(shù)的脈沖以控制機(jī)械手從第一插值點(diǎn)移動(dòng)到第二插值點(diǎn)，待依次經(jīng)過(guò)每個(gè)插值點(diǎn)后實(shí)現(xiàn)將機(jī)械手從當(dāng)前插值點(diǎn)移動(dòng)到目標(biāo)插值點(diǎn)。
[0048]作為本發(fā)明ー實(shí)施例，所述根據(jù)所述G代碼，采用三次樣條插值算法生成至少兩個(gè)插值點(diǎn)的步驟具體為:
[0049]根據(jù)所述G代碼，采用三次樣條插值算法生成至少兩個(gè)插值點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)時(shí)間單位；
[0050]于此同時(shí),對(duì)于嵌入式控制器向電機(jī)輸出的所述脈沖個(gè)數(shù)的脈沖包含的姆個(gè)脈沖，所述脈沖具體為:一個(gè)所述脈沖的持續(xù)時(shí)間為所述運(yùn)動(dòng)時(shí)間單位的脈沖。
[0051]在本實(shí)施例中，根據(jù)所述G代碼確定需要在目標(biāo)插值點(diǎn)執(zhí)行的動(dòng)作后，采用三次樣條插值算法確定從當(dāng)前插值點(diǎn)到目標(biāo)插值點(diǎn)需要經(jīng)過(guò)的插值點(diǎn)，還確定嵌入式控制器向電機(jī)輸出的單個(gè)脈沖的持續(xù)時(shí)間(運(yùn)動(dòng)時(shí)間單位)。由于ー個(gè)脈沖的持續(xù)時(shí)間増加或減小，相應(yīng)地，該脈沖維持最大值的時(shí)間也增加或減小。從而，向電機(jī)輸出的ー個(gè)脈沖，以控制機(jī)械手移動(dòng)的距離也相應(yīng)地增加或減小。
[0052]作為本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，根據(jù)機(jī)械手參數(shù)調(diào)整所述運(yùn)動(dòng)時(shí)間單位，因此，通過(guò)調(diào)整所述運(yùn)動(dòng)時(shí)間單位以控制所述電機(jī)通過(guò)ー個(gè)脈沖控制機(jī)械手移動(dòng)的距離。從而，可以根據(jù)不同的機(jī)械手參數(shù)調(diào)整所述運(yùn)動(dòng)時(shí)間單位，控制機(jī)械手按照軌跡精確移動(dòng)從第一插值點(diǎn)移動(dòng)到第二插值點(diǎn)。
[0053]作為本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，對(duì)于嵌入式控制器向電機(jī)輸出的所述脈沖個(gè)數(shù)的脈沖包含的每個(gè)脈沖，每個(gè)所述脈沖的脈沖寬度由所述運(yùn)動(dòng)時(shí)間單位確定。具體地，每個(gè)所述脈沖保持最大值的持續(xù)時(shí)間為所述運(yùn)動(dòng)時(shí)間單位。
[0054]實(shí)施例ニ:
[0055]需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例提供的基于嵌入式控制器的機(jī)器人控制裝置與實(shí)施例一提供的基于嵌入式控制器的機(jī)器人控制方法相互適用。
[0056]圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例ニ提供的基于嵌入式控制器的機(jī)器人控制裝置的組成結(jié)構(gòu)，為了便于描述，僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分。
[0057]本實(shí)施例提供的基于嵌入式控制器的機(jī)器人控制裝置，所述基于嵌入式控制器的機(jī)器人控制裝置包括:
[0058]G代碼接收単元21，用于接收上位機(jī)的G代碼；
[0059]插值點(diǎn)生成単元22，用于根據(jù)所述G代碼，采用三次樣條插值算法生成至少兩個(gè)插值點(diǎn)；
[0060]脈沖個(gè)數(shù)計(jì)算單元23，用于根據(jù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解算法計(jì)算出從第一插值點(diǎn)移動(dòng)到第二插值點(diǎn)的脈沖個(gè)數(shù)，所述第一插值點(diǎn)和所述第二插值點(diǎn)為相鄰的所述插值點(diǎn)；
[0061]機(jī)械手移動(dòng)單元24，用于輸出所述脈沖個(gè)數(shù)的脈沖以控制所述機(jī)器人的機(jī)械手移動(dòng)。
[0062]作為本發(fā)明ー實(shí)施例，為了保證機(jī)械手從當(dāng)前插值點(diǎn)移動(dòng)到目標(biāo)插值點(diǎn)的連續(xù)性和平滑性，所述三次樣條插值算法為:五段三次樣條插值算法或七段三次樣條插值算法。
[0063]作為本發(fā)明ー實(shí)施例，所述插值點(diǎn)生成単元22包括:
[0064]插值點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)時(shí)間單位生成単元221，用于根據(jù)所述G代碼，采用三次樣條插值算法生成至少兩個(gè)插值點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)時(shí)間單位；
[0065]于此同時(shí),對(duì)于嵌入式控制器向電機(jī)輸出的所述脈沖個(gè)數(shù)的脈沖包含的姆個(gè)脈沖，所述脈沖具體為:一個(gè)所述脈沖的持續(xù)時(shí)間為所述運(yùn)動(dòng)時(shí)間單位的脈沖。
[0066]作為本發(fā)明ー實(shí)施例，所述脈沖個(gè)數(shù)計(jì)算單元23包括:
[0067]機(jī)械手參數(shù)単元231，用于接收上位機(jī)的所述機(jī)器人的機(jī)械手參數(shù)；
[0068]脈沖個(gè)數(shù)計(jì)算子単元232，用于通過(guò)所述機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解算法處理所述機(jī)械手參數(shù)以計(jì)算出從第一插值點(diǎn)移動(dòng)到第二插值點(diǎn)的脈沖個(gè)數(shù)。
[0069]作為本發(fā)明ー實(shí)施例，所述脈沖個(gè)數(shù)包括:
[0070]所述機(jī)器人的機(jī)械手具有至少ー個(gè)自由度，根據(jù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解算法計(jì)算出的從第一插值點(diǎn)移動(dòng)到第二插值點(diǎn)的每個(gè)所述自由度的脈沖個(gè)數(shù)。
[0071]作為本發(fā)明ー實(shí)施例，本發(fā)明還提供ー種嵌入式控制器，所述嵌入式控制器包括實(shí)施例二所述的基于嵌入式控制器的機(jī)器人控制裝置。
[0072]在本實(shí)施例中，所述嵌入式控制器還提供一些輔助功能，包括:暫停功能、各軸點(diǎn)動(dòng)功能以及回原點(diǎn)功能。優(yōu)選的是，每個(gè)輔助功能分別通過(guò)外接的開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)，該開(kāi)關(guān)通過(guò)I/0接ロ與嵌入式控制器連接；當(dāng)用戶觸發(fā)某一開(kāi)關(guān)時(shí)，啟動(dòng)嵌入式控制器中的相應(yīng)輔助功倉(cāng)^:。
[0073]優(yōu)選的是，暫停功能由一個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)控制，用于暫停機(jī)械手運(yùn)動(dòng)；改變?cè)摪粹o開(kāi)關(guān)的狀態(tài)后，可以繼續(xù)控制機(jī)械手運(yùn)動(dòng)。
[0074]優(yōu)選的是，各軸點(diǎn)動(dòng)功能由多個(gè)常開(kāi)開(kāi)關(guān)(常開(kāi)開(kāi)關(guān)的個(gè)數(shù)根據(jù)自由度而定)控制，例如:控制第一自由度進(jìn)行正轉(zhuǎn)、控制第一自由度進(jìn)行反轉(zhuǎn)、控制第二自由度正轉(zhuǎn)、控制第二自由度反轉(zhuǎn)。
[0075]優(yōu)選的是，回原點(diǎn)功能由一個(gè)常開(kāi)開(kāi)關(guān)控制，用于控制機(jī)械手從任意位置回到原始起點(diǎn)(原始起點(diǎn)可以通過(guò)編程預(yù)先設(shè)定)。
[0076]在本發(fā)明實(shí)施例中，在上位機(jī)上編寫G代碼；然后，嵌入式控制器下載該G代碼并采用三次樣條插值算法生成至少兩個(gè)插值點(diǎn)；然后，根據(jù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解算法計(jì)算出從第一插值點(diǎn)移動(dòng)到第二插值點(diǎn)的脈沖個(gè)數(shù)，向電機(jī)輸出所述脈沖個(gè)數(shù)的脈沖以控制所述機(jī)器人的機(jī)械手移動(dòng)，依次類推，直到移動(dòng)到目標(biāo)插值點(diǎn)并在該目標(biāo)插值點(diǎn)執(zhí)行動(dòng)作。[0077]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解為上述實(shí)施例ニ包括的各個(gè)單元只是按照功能邏輯進(jìn)行劃分的，但并不局限于上述的劃分，只要能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的功能即可；另外，各功能単元的具體名稱也只是為了便于相互區(qū)分，并不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0078]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員還可以理解，實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分步驟是可以通過(guò)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，所述的程序可以在存儲(chǔ)于ー計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，包括R0M/RAM、磁盤、光盤等。
[0079]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)ー步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于嵌入式控制器的機(jī)器人控制方法，其特征在干，所述基于嵌入式控制器的機(jī)器人控制方法包括: 接收上位機(jī)的G代碼； 根據(jù)所述G代碼，采用三次樣條插值算法生成至少兩個(gè)插值點(diǎn)； 根據(jù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解算法計(jì)算出從第一插值點(diǎn)移動(dòng)到第二插值點(diǎn)的脈沖個(gè)數(shù)，所述第一插值點(diǎn)和所述第二插值點(diǎn)為相鄰的所述插值點(diǎn)； 輸出所述脈沖個(gè)數(shù)的脈沖以控制所述機(jī)器人的機(jī)械手移動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的基于嵌入式控制器的機(jī)器人控制方法，其特征在于，所述三次樣條插值算法為:五段三次樣條插值算法或七段三次樣條插值算法。
3.如權(quán)利要求1所述的基于嵌入式控制器的機(jī)器人控制方法，其特征在于，所述根據(jù)所述G代碼，采用三次樣條插值算法生成至少兩個(gè)插值點(diǎn)的步驟具體為: 根據(jù)所述G代碼，采用三次樣條插值算法生成至少兩個(gè)插值點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)時(shí)間單位； 所述脈沖具體為:一個(gè)所述脈沖的持續(xù)時(shí)間為所述運(yùn)動(dòng)時(shí)間單位的脈沖。
4.如權(quán)利要求1所述的基于嵌入式控制器的機(jī)器人控制方法，其特征在于，所述根據(jù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解算法計(jì)算出從第一插值點(diǎn)移動(dòng)到第二插值點(diǎn)的脈沖個(gè)數(shù)的步驟，還包括: 接收上位機(jī)的所述機(jī)器人的機(jī)械手參數(shù)；` 通過(guò)所述機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解算法處理所述機(jī)械手參數(shù)以計(jì)算出從第一插值點(diǎn)移動(dòng)到第二插值點(diǎn)的脈沖個(gè)數(shù)。
5.如權(quán)利要求1所述的基于嵌入式控制器的機(jī)器人控制方法，其特征在于，所述脈沖個(gè)數(shù)包括:所述機(jī)器人的機(jī)械手具有至少ー個(gè)自由度，根據(jù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解算法計(jì)算出的從第一插值點(diǎn)移動(dòng)到第二插值點(diǎn)的每個(gè)所述自由度的脈沖個(gè)數(shù)。
6.一種基于嵌入式控制器的機(jī)器人控制裝置，其特征在干，所述基于嵌入式控制器的機(jī)器人控制裝置包括: G代碼接收単元，用于接收上位機(jī)的G代碼； 插值點(diǎn)生成単元，用于根據(jù)所述G代碼，采用三次樣條插值算法生成至少兩個(gè)插值點(diǎn)； 脈沖個(gè)數(shù)計(jì)算單元，用于根據(jù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解算法計(jì)算出從第一插值點(diǎn)移動(dòng)到第二插值點(diǎn)的脈沖個(gè)數(shù)，所述第一插值點(diǎn)和所述第二插值點(diǎn)為相鄰的所述插值點(diǎn)； 機(jī)械手移動(dòng)單元，用于輸出所述脈沖個(gè)數(shù)的脈沖以控制所述機(jī)器人的機(jī)械手移動(dòng)。
7.如權(quán)利要求5所述的基于嵌入式控制器的機(jī)器人控制裝置，其特征在干，所述三次樣條插值算法為:五段三次樣條插值算法或七段三次樣條插值算法。
8.如權(quán)利要求5所述的基于嵌入式控制器的機(jī)器人控制裝置，其特征在于，所述插值點(diǎn)生成單元包括: 插值點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)時(shí)間單位生成単元，用于根據(jù)所述G代碼，采用三次樣條插值算法生成至少兩個(gè)插值點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)時(shí)間單位； 所述脈沖具體為:一個(gè)所述脈沖的持續(xù)時(shí)間為所述運(yùn)動(dòng)時(shí)間單位的脈沖。
9.如權(quán)利要求5所述的基于嵌入式控制器的機(jī)器人控制裝置，其特征在干，所述脈沖個(gè)數(shù)計(jì)算單元包括: 機(jī)械手參數(shù)単元，用于接收上位機(jī)的所述機(jī)器人的機(jī)械手參數(shù)；脈沖個(gè)數(shù)計(jì)算子単元，用于通過(guò)所述機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解算法處理所述機(jī)械手參數(shù)以計(jì)算出從第一插值點(diǎn)移動(dòng)到第二插值點(diǎn)的脈沖個(gè)數(shù)。
10.如權(quán)利要求5所述的基于嵌入式控制器的機(jī)器人控制裝置，其特征在于，所述脈沖個(gè)數(shù)包括: 所述機(jī)器人的機(jī)械手具有至少ー個(gè)自由度，根據(jù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解算法計(jì)算出的從第一插值點(diǎn)移動(dòng)到第二插值 點(diǎn)的每個(gè)所述自由度的脈沖個(gè)數(shù)。
【文檔編號(hào)】B25J9/18GK103552072SQ201310495900
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月21日
【發(fā)明者】何凱, 汪正東, 方海濤, 杜如虛 申請(qǐng)人:深圳先進(jìn)技術(shù)研究院