电子科技大学冯代伟获国家专利权
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龙图腾网获悉电子科技大学申请的专利一种复合机器人控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116551694B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-12发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310666426.X,技术领域涉及:B25J9/16;该发明授权一种复合机器人控制方法是由冯代伟;董晓磊;黄定新;黄磊设计研发完成,并于2023-06-06向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种复合机器人控制方法在说明书摘要公布了:该发明公开了一种复合机器人控制方法,属于复合机器人运动控制领域。复合机器人具有多种组件间复合关系,如串联、并联、混连关系,本发明解决了现有工业机器人编程语言难以描述复合机器人组件间的协同运动关系,无法实现符合机器人个部件之间的组合运动的问题。本发明开发出针对关节、组件的独立与协同运动指令,进而可以实现复合机器人各组件的协同或者独立运动。
本发明授权一种复合机器人控制方法在权利要求书中公布了:1.一种复合机器人控制方法,所述复合机器人的结构包括:移动机器人和机械臂;该方法包括: 步骤1:初始化指令集;指令集包括:位姿数据定义指令、移动速度定义指令、加速度数据设置指令、速度和加速度限制数据设置指令、到位区间数据给定指令、基本移动指令、同步启动指令、坐标系定义指令、即时交互指令、程序模块声明和调用指令; 其中,所述位姿数据定义指令包括:关节位置数据定义、笛卡尔空间位姿数据定义、位姿的增量表示;笛卡尔空间位姿数据定义采用专用数据类型“Pose”的组合型数据表示,进行预定义或在移动指令的操作数中以立即数形式直接给定;位姿的增量表示数据类型与绝对位姿数据类型一致,不同的是在其前用专用字符“@”表示; 移动速度定义指令包括:复合型笛卡尔空间移动速度数据类型的给定、以位置变化定义的笛卡尔空间移动速度的给定、关节速度的给定、速度的时间表示;复合型笛卡尔空间移动速度数据类型的完整速度采用物体六维运动旋量表示:,其中,为分别沿坐标系x、y和z轴移动速度矢量;为绕单位轴以角速度旋转的空间角速度;关节速度的给定在移动指令的操作数中以立即数的形式直接给定;关节速度中,对于转动关节,单位是°s,对于移动关节,单位是mms; 加速度数据设置指令包括:关节加速度的设置、运动组件在笛卡尔空间加速度的设置;关节和笛卡尔空间的加速度数据设置分别采用指令“SetAccJ”和“SetAccD”表示,其操作数包含加速度、减速度、和加加速度,分别用关键字“Acc”、“Dec”和“Jerk”表示; 速度和加速度限制数据设置指令包括:关节空间速度和加速度限制数据设置指令以及笛卡尔空间速度和加速度限制数据设置指令;关节空间速度限制指令为“SetSpeedLimJ”、笛卡尔空间速度限制指令为“SetSpeedLimD”,其操作数仍用字符“v”标识;关节空间加速度限制指令为“SetAccLimJ”、笛卡尔空间加速度限制指令为“SetAccLimD”,其操作数仍采用“Acc”、“Dec”和“Jerk”来分别作为加速度、减速度和加加速度的标识;通过将参数值设为零来取消速度和加速的明确限制; 到位区间数据给定指令包括:关节到位区间、运动组件的到位区间,关节到位区间在关节移动指令的操作数中以立即数的形式直接给定,关节到位区间关键字为z[…],“…”表示具体到位区间数值;运动组件的到位区间采用复合数据来描述,运动组件到位区间关键字为z[…];“…”表示具体到位区间的复合数据; 基本移动指令包括:关节定位指令、关节插补指令、直线插补指令、圆弧插补指令、旋转插补指令、位姿保持指令;关节定位指令为“MoveJJ”,其中第一个“J”表示关节空间里运动,第二个“J”表示操作数中的位姿参数是关节位置;关节插补指令为“MoveJD”,其中字符“J”表示在关节空间运动,字符“D”表示操作数中位姿参数为运动组件在笛卡尔空间的位姿;直线插补指令为“MoveL”,其中字符“L”表示直线轨迹插补;圆弧插补指令为“MoveC”,其中字符“C”表示圆弧轨迹插补;旋转插补指令为“MoveR”,其中字符“R”表示旋转轨迹插补;旋转插补指令只处理其操作数中位姿数据的姿态数据;该指令的位姿操作数,仍和其他指令一样完整给出;位姿保持指令为“MoveH”,其中字符“H”表示保持; 同步启动指令包括:关节同步启动、运动组件同步启动、关节和运动组件的混合同步启动;同步启动指令采用“SynMove”关键字并结合bool型变量来表示;在“SynMoveon”和“SynMoveoff”之间的语句都是同步开始执行的; 坐标系定义指令包括:坐标系定义指令为“Frame”,指令格式为:FrameF1:=[[x,y,z],[q1,q2,q3,q4],Fref];该语句中,F1表示坐标系名称,[x,y,z]为位置数据,[q1,q2,q3,q4]为姿态数据的四元数表示;Fref为参考坐标系; 即时交互指令采用“II”作为关键字并结合bool型变量表示; 程序模块声明和调用指令包括:主模块声明、子模块声明、模块调用; 步骤2:当执行移动机器人的直线运动,并带有姿态旋转时,执行MoveL指令,指定目标位姿、运动所在的坐标系,并同时指定运动对象为移动机器人以及运动速度与到位区间;其中,目标位姿、运动对象、坐标系可以事先使用Pose指令定义,或在MoveL指令中临时定义; 当执行机械臂的直线运动,并带有姿态旋转时,执行MoveL指令,指定目标位姿、以及运动所在的坐标系,并同时指定运动对象为机械臂以及运动速度与到位区间;其中,目标位姿、运动对象、坐标系事先使用Pose指令定义,或在MoveL指令中临时定义; 当执行机械臂的关节运动时,需指定关节旋转角度、速度、到位区间以及目标关节;在执行关节旋转运动之前,执行SetSpeedLimJ指令进行运动速度的定义,执行MoveJJ指令; 当进行圆弧插补运动时,预先使用Pose指令定义两个点的位姿,运动对象以及坐标系,同时在MoveC指令定义即时速度与到位区间,执行MoveC指令; 当进行旋转运动时,确定当前位姿、旋转对象以及坐标系,执行MoveR指令; 当保持位姿不变时,执行MoveH指令,同时指定位姿保持不变的对象以及坐标系; 当进行机械臂与移动机器人的协同运动时,结合SynMoveOn与SynMoveOff执行;在“SynMoveOn”和“SynMoveOff”之间的语句为基本的移动指令语句,都同步开始执行的;“SynMoveOn”和“SynMoveOff”都成对使用,以明确同步启动的动作范围;如果使用“SynMoveOn”语句后,需要同步启动的动作一直延续到程序结束;同步启动指令的同步对象,为关节、运动组件或关节和运动组件的组合; 当执行关节插补运动时,需指定即时位姿、目标组件、坐标系、运动时间、到位区间;在执行关节旋转运动之前,可以执行SetSpeedLimD进行笛卡尔空间运动速度的定义,执行MoveJD指令; 当与外部进行在线实时交互时,采用“II”作为关键字并结合bool型变量:on或者off表示; 主模块声明使用关键字PROC,并在其后加上主模块名称“main”,在模块的最后使用ENDPROC关键字,表示模块的结束; 子模块声明使用关键字PROC,并在其后加上子模块名称,子模块名称可以自定义,长度不超过15个字符;在模块的结束使用ENDPROC关键字表示模块的结束; 模块的调用使用CALL关键字,后面加上被调用模块的名称; 坐标系的定义使用Frame指令,需自定义坐标系的名称,后面加上参考坐标系以及相对于参考坐标系的位置与姿态; 使用Pose指令进行目标位姿的定义,需指定具体的位置与姿态的数值,姿态以四元数表示,并指定目标运动组件以及坐标系; 关节加速度的设定使用SetAccJ指令,其后使用Acc、Dec、Jerk关键字分别指定加速度、减速度、加加速度数值,最后指定关节对象; 关节空间的加速度限制指令使用SetAccLimJ指令,其后使用Acc、Dec、Jerk关键字分别指定加速度、减速度、加加速度数值,最后指定关节对象; 运动组件在笛卡尔空间的加速度的设定使用SetAccD指令,其后使用Acc、Dec、Jerk关键字分别指定加速度、减速度、加加速度数值,最后指定运动组件对象; 运动组件在笛卡尔空间的加速度限制指令使用SetAccLimD指令,其后使用Acc、Dec、Jerk关键字分别指定加速度、减速度、加加速度数值,最后指定运动组件对象; 关节空间的速度限制指令使用SetSpeedLimJ指令,其后使用v关键字指定速度,最后指定关节速度限制对象; 笛卡尔空间的速度限制指令使用SetSpeedLimD指令,其后使用v关键字指定速度,最后指定运动组件速度限制对象。
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