江南大学潘丰获国家专利权
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龙图腾网获悉江南大学申请的专利一种六轴串联工业机器人末端的姿态轨迹过渡规划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:CN115741695B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-11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:202211456525.7,技术领域涉及:B25J9/16;该发明授权一种六轴串联工业机器人末端的姿态轨迹过渡规划方法是由潘丰;钱网设计研发完成,并于2022-11-21向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种六轴串联工业机器人末端的姿态轨迹过渡规划方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种六轴串联工业机器人末端的姿态轨迹过渡规划方法,本发明采用四元数描述姿态,利用了三次四元数准均匀B样条曲线作为姿态轨迹过渡段,实现姿态轨迹的平滑过渡。简化了四元数样条曲线控制点的求取方式,降低了算法的实施难度。姿态轨迹过渡段的角位移长度求取采用了复化六点高斯勒让德积分法,插补计算利用了牛顿迭代法结合六点高斯勒让德积分法的方式。从而驱动六轴串联工业机器人末端在整个平滑的路径上连续运动,获得了平滑的运动轨迹,避免了频繁的加减速,提高了六轴串联工业机器人的运行效率,满足了生产实际的工艺需求。
本发明授权一种六轴串联工业机器人末端的姿态轨迹过渡规划方法在权利要求书中公布了:1.一种六轴串联工业机器人末端的姿态轨迹过渡规划方法,其特征在于,包括以下步骤: S1、令i=1,N为给定运动路径的总段数; S2、在由姿态示教点Qi和Qi+1构成的球面线性插补轨迹和由姿态示教点Qi+1和Qi+2构成的球面线性插补轨迹之间进行平滑过渡;其中,利用三次四元数准均匀B样条曲线作为姿态轨迹过渡段;姿态示教点Qi和Qi+1分别为第i段姿态轨迹的起始姿态点和终止姿态点;姿态示教点Qi+1和Qi+2分别为第i+1段姿态轨迹的起始姿态点和终止姿态点; S3、根据第i段姿态轨迹的姿态示教起始姿态点Qi和终止姿态点Qi+1求取第i段姿态轨迹的角位移长度θi和参数Q′iu;参数Q′iu的表达式如下: S4、根据第i+1段姿态轨迹的姿态示教起始姿态点Qi+1和终止姿态点Qi+2求取第i+1段姿态轨迹的角位移长度θi+1和参数Q′i+1u;参数Q′i+1u的表达式如下: S5、根据第i段姿态轨迹的角位移长度θi、第i+1段姿态轨迹的角位移长度θi+1和给定姿态过渡半径求取实际姿态过渡半径 S6、根据第i段姿态轨迹的角位移长度θi和实际姿态过渡半径求取第i段姿态轨迹过渡段的姿态过渡起点对应的参数值,再根据参数Qi'u和导数的求取方式求取第i段姿态轨迹在姿态过渡起点处的姿态、一阶导数和二阶导数; S7、根据第i+1段姿态轨迹的角位移长度θi+1和实际姿态过渡半径求取第i段姿态轨迹过渡段的姿态过渡终点对应的参数值,再根据参数Q′i+1u和导数的求取方式求取第i+1段姿态轨迹在姿态过渡终点处的姿态、一阶导数和二阶导数; S8、建立第i段姿态轨迹过渡段的参数表达式qiu; S9、根据两条姿态曲线在曲线拼接实现曲率连续需要满足的条件建立方程组,并求取姿态控制点的姿态后,代入第i段姿态轨迹过渡段的参数表达式qiu; S10、计算第i段姿态轨迹过渡段的角位移长度 S11、根据第i段姿态轨迹过渡段的角位移长度进行速度规划,获得角位移长度与时间的函数关系,从而根据插补点的时刻得到插补点在姿态轨迹过渡段上的相对角位移长度,接着根据插补点在姿态轨迹过渡段上的相对角位移长度反解出插补点对应的参数值,最后将插补点对应的参数值代入姿态轨迹过渡段的参数表达式获得插补点的姿态; S12、令i=i+1;判断i小于N-2是否成立,成立则执行步骤S2,不成立则执行步骤S13; S13、通过运动学逆解求得六轴串联工业机器人各关节转动的角度以驱动六轴串联工业机器人转动,从而实现六轴串联工业机器人末端的姿态轨迹过渡。
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