CN110053049B - 机器人轨迹精度的确定方法及装置、工业机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人轨迹精度的确定方法及装置、工业机器人。其中，该方法包括：构建柔性机器人模型和刚性机器人模型，其中，柔性机器人模型对应于目标机器人各关节的柔性数值，刚性机器人模型对应于目标机器人各零部件的刚性参数；分别使用柔性机器人模型和刚性机器人模型控制目标机器人沿着预先确定的目标运行轨迹运行，得到两条运行线路；求取两条运行线路之间的偏差路段，以确定目标机器人的轨迹精度。本发明解决了相关技术中对机器人在动态运行过程中的轨迹精度计算容易出现误差的技术问题。

Description

机器人轨迹精度的确定方法及装置、工业机器人

技术领域

本发明涉及机器人控制技术领域，具体而言，涉及一种机器人轨迹精度的确定方法及装置、工业机器人。

背景技术

在相关技术中，大多数工业机器人的传动结构都为电机、齿轮(或同步带)加减速机的传动结构，由于电机、齿轮(同步带)、减速机都具有一定程度的柔性，机器人在运动过程中，加减速、连杆自重以及负载的变化都会使机器人关节产生变形，进而影响机器人的精度，尤其是轨迹精度。而当前在计算机器人的轨迹精度时，多数都是基于预设的运动学模型来得到的，这种方式对计算机器人在某个指定位置的定位精度是有效的，但是对机器人在动态运行过程中由于关节柔性导致的关节弹性变形引起的轨迹精度误差无法保持高精度计算，尤其是对于如高速焊接、高速轨迹突变跟踪等，机器人的轨迹精度计算往往出现误差，这样会导致机器人的运行轨迹出现错误，影响产品自动化生产。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种机器人轨迹精度的确定方法及装置、工业机器人，以至少解决相关技术中对机器人在动态运行过程中的轨迹精度计算容易出现误差的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种机器人轨迹精度的确定方法，包括：构建柔性机器人模型和刚性机器人模型，其中，所述柔性机器人模型对应于目标机器人各关节的柔性数值，所述刚性机器人模型对应于所述目标机器人各零部件的刚性参数；分别使用所述柔性机器人模型和所述刚性机器人模型控制所述目标机器人沿着预先确定的目标运行轨迹运行，得到两条运行线路；求取所述两条运行线路之间的偏差路段，以确定所述目标机器人的轨迹精度。

进一步地，在构建柔性机器人模型之前，所述确定方法还包括：获取所述目标机器人中多个传动部件的刚度值，其中，所述多个传动部件包括：电机、齿轮以及减速机；基于所述多个传动部件的刚度值，计算所述目标机器人各关节的刚度值总和；基于所述刚度值总和，确定构建所述柔性机器人模型的刚度系数。

进一步地，构建所述柔性机器人模型包括：通过第一函数获取各关节的相对转角，其中，所述相对转角指示所述目标机器人的至少两个零部件在预设方向上的转角值；至少基于各关节的相对转角，确定各关节的实时扭矩值；基于所述各关节的实时扭矩值，构建所述柔性机器人模型。

进一步地，至少基于各关节的相对转角，确定各关节的实时扭矩值的步骤，包括：获取所述刚度系数和角度转换函数；基于所述刚度系数、所述相对转角和所述角度转换函数，计算各关节的实时扭矩值。

进一步地，所述目标机器人各关节为柔性关节，所述目标机器人的各零部件之间串联连接有所述柔性关节。

进一步地，构建柔性机器人模型还包括：将所述柔性关节简化为扭转弹簧；获取所述扭转弹簧的刚度系数和阻尼系数；基于所述扭转弹簧的刚度系数和阻尼系数，构建所述柔性机器人模型。

进一步地，所述柔性关节为线性柔性关节。

进一步地，构建刚性机器人模型包括：以所述目标机器人各零部件作为标准刚体，构建所述刚性机器人模型。

进一步地，分别使用所述柔性机器人模型和所述刚性机器人模型控制目标机器人沿着预先确定的目标运行轨迹运行，得到两条运行线路的步骤，包括：通过所述柔性机器人模型控制所述目标机器人的机械臂末端沿着所述目标运行轨迹行走，得到第一条轨迹线路；通过所述刚性机器人模型控制所述目标机器人的机械臂末端沿着所述目标运行轨迹行走，得到第二条轨迹线路；以所述第一条轨迹线路和所述第二条轨迹线路作为所述两条运行线路。

进一步地，所述运行线路包括下述至少之一：曲线轨迹、直线轨迹、折线轨迹。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种机器人轨迹精度的确定装置，包括：构建单元，用于构建柔性机器人模型和刚性机器人模型，其中，所述柔性机器人模型对应于目标机器人各关节的柔性数值，所述刚性机器人模型对应于所述目标机器人各零部件的刚性参数；控制单元，用于分别使用所述柔性机器人模型和所述刚性机器人模型控制所述目标机器人沿着预先确定的目标运行轨迹运行，得到两条运行线路；确定单元，用于求取所述两条运行线路之间的偏差路段，以确定所述目标机器人的轨迹精度。

进一步地，所述机器人轨迹精度的确定装置还包括：获取单元，用于在构建柔性机器人模型之前，获取所述目标机器人中多个传动部件的刚度值，其中，所述多个传动部件包括：电机、齿轮以及减速机；计算单元，用于基于所述多个传动部件的刚度值，计算所述目标机器人各关节的刚度值总和；第一确定模块，用于基于所述刚度值总和，确定构建所述柔性机器人模型的刚度系数。

进一步地，所述构建单元包括：第一获取模块，用于通过第一函数获取各关节的相对转角，其中，所述相对转角指示所述目标机器人的至少两个零部件在预设方向上的转角值；第二确定模块，用于至少基于各关节的相对转角，确定各关节的实时扭矩值；第一构建模块，用于基于所述各关节的实时扭矩值，构建所述柔性机器人模型。

进一步地，所述第二确定模块包括：第一获取子模块，用于获取所述刚度系数和角度转换函数；第一计算子模块，用于基于所述刚度系数、所述相对转角和所述角度转换函数，计算各关节的实时扭矩值。

进一步地，所述目标机器人各关节为柔性关节，所述目标机器人的各零部件之间串联连接有所述柔性关节。

进一步地，所述构建单元还包括：简化子模块，用于将所述柔性关节简化为扭转弹簧；第二获取模块，用于获取所述扭转弹簧的刚度系数和阻尼系数；第二构建模块，用于基于所述扭转弹簧的刚度系数和阻尼系数，构建所述柔性机器人模型。

进一步地，所述柔性关节为线性柔性关节。

进一步地，所述构建单元包括：第三构建模块，用于以所述目标机器人各零部件作为标准刚体，构建所述刚性机器人模型。

进一步地，所述控制单元包括：第一控制模块，用于通过所述柔性机器人模型控制所述目标机器人的机械臂末端沿着所述目标运行轨迹行走，得到第一条轨迹线路；第二控制模块，用于通过所述刚性机器人模型控制所述目标机器人的机械臂末端沿着所述目标运行轨迹行走，得到第二条轨迹线路；第三确定模块，用于以所述第一条轨迹线路和所述第二条轨迹线路作为所述两条运行线路。

进一步地，所述运行线路包括下述至少之一：曲线轨迹、直线轨迹、折线轨迹。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种工业机器人，包括：处理器；以及存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种任意一项所述的机器人轨迹精度的确定方法。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种存储介质，所述存储介质用于存储程序，其中，所述程序在被处理器执行时控制所述存储介质所在设备执行上述任意一项所述的机器人轨迹精度的确定方法。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上述任意一项所述的机器人轨迹精度的确定方法。

在本发明实施例中，分别使用柔性机器人模型和刚性机器人模型控制目标机器人沿着预先确定的目标运行轨迹运行，得到两条运行线路，最后求取两条运行线路之间的偏差路段，以确定目标机器人的轨迹精度，即可通过该偏差路段确定出机器人在动态运行过程中由于柔性关节的变动造成的轨迹误差，从而为后续校正机器人的运行轨迹做准备，求取的机器人的轨迹精度同时考虑到机器人的各零部件的刚性和各关节、传动部件的柔性数据，这样求取的轨迹精度更加精确，从而解决相关技术中对机器人在动态运行过程中的轨迹精度计算容易出现误差的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的一种可选的机器人轨迹精度的确定方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的另一种可选的机器人轨迹精度的确定方法的流程图；

图3根据本发明实施例的一种机器人轨迹精度的确定装置的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为便于用户理解本发明，下面对本发明各实施例中涉及的部分术语或名词做出解释：

ADAMS，Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems，即机械***动力学自动分析软件，使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库，创建完全参数化的机械***几何模型。

关节，指机器人两个部件之间的连接方式，如门和门框连接用的活页类似。

柔性关节，指机器人的各个转动关节，例如6轴机器人，就有6个关节。

样条插值函数，用于将待拟合的多个点拟合成一条光滑连续的曲线。

扭转角，指关节由于存在柔性，在力矩的作用下产生的关节弹性扭转角。一端固定另一端用力扭，就会得到该扭转角。

本发明下述实施例，可以应用于各种机器人，尤其是对于执行工业生产、轨迹行走的机器人，有效考虑机器人在动态运行过程中由于关节柔性导致的关节弹性变形引起的轨迹精度误差，提高轨迹校准精度，完善机器人的精度性能，同样可以拓宽机器人的应用场合。

本发明下述实施例中的机器人至少包括：机械部分、传动部分、控制部分其中，机械部分会包括如机座、机械臂、末端操作器等零部件，而传动部分会包括如电机、齿轮、减速机等传动部件，每两个零部件之间都可以连接多个传动部件(如包括电机、齿轮、减速机串联连接)，每一部分传动部件(包括串联连接的电机、齿轮、减速机)对应一个机器人关节(可以理解为柔性关节)，控制部分会包括如伺服控制***等。下面对本发明各实施例进行详细说明。

根据本发明实施例，提供了一种机器人轨迹精度的确定方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的一种可选的机器人轨迹精度的确定方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，构建柔性机器人模型和刚性机器人模型，其中，柔性机器人模型对应于目标机器人各关节的柔性数值，刚性机器人模型对应于目标机器人各零部件的刚性参数；

步骤S104，分别使用柔性机器人模型和刚性机器人模型控制目标机器人沿着预先确定的目标运行轨迹运行，得到两条运行线路；

步骤S106，求取两条运行线路之间的偏差路段，以确定目标机器人的轨迹精度。

通过上述步骤，可以采用构建柔性机器人模型和刚性机器人模型，其中，柔性机器人模型对应于目标机器人各关节的柔性数值，刚性机器人模型对应于目标机器人各零部件的刚性参数，分别使用柔性机器人模型和刚性机器人模型控制目标机器人沿着预先确定的目标运行轨迹运行，得到两条运行线路，最后求取两条运行线路之间的偏差路段，以确定目标机器人的轨迹精度。在该实施例中，可以分别通过柔性机器人模型和刚性机器人模型，运行在相同的目标运行轨迹上，然后比较机器人在该两条线路上的偏差路段(或偏差曲线)，通过该偏差路段即可确定出机器人在动态运行过程中由于柔性关节的变动造成的轨迹误差，从而为后续校正机器人的运行轨迹做准备，求取的机器人的轨迹精度同时考虑到机器人的各零部件的刚性和各关节、传动部件的柔性数据，这样求取的轨迹精度更加精确，从而解决相关技术中对机器人在动态运行过程中的轨迹精度计算容易出现误差的技术问题。

下面通过一个具体实施例进行详细说明。

可选的，在构建柔性机器人模型之前，确定方法还包括：获取目标机器人中多个传动部件的刚度值，其中，多个传动部件包括：电机、齿轮以及减速机；基于多个传动部件的刚度值，计算目标机器人各关节的刚度值总和；基于刚度值总和，确定构建柔性机器人模型的刚度系数。

在计算目标机器人各关节的刚度值总和时，首选需要分别计算各传动部件的各个刚度值，如通过电机的选型手册可得到电机的刚度值；齿轮的刚度计算方式可以理解为每个齿轮轮齿的刚度之和：K_齿轮＝∑K_齿i，对于每个齿轮的刚度，可以表示为：

其中，l：齿轮节径；a：齿根高；b：端面宽度；h：齿根处齿宽；E：弹性模量。通过减速机选型手册可得到减速机的刚度值。

在得到上述各个传动部件的刚度值后，可以得到关节刚度值总和，由于传动部件(至少包括电机、齿轮以及减速机)在关节的传动链中是以串联的形式连接在一起的，则计算关节的刚度值总和为：

其中，K为关节的刚度值总和，K_i为电机的刚度值；K₂为各个齿轮的总刚度值；K₃为减速机的刚度值。

在得到关节的刚度值总和后，可以构建柔性机器人模型。

步骤S102，构建柔性机器人模型和刚性机器人模型，其中，柔性机器人模型对应于目标机器人各关节的柔性数值，刚性机器人模型对应于目标机器人各零部件的刚性参数。

本发明实施例中可以通过预设软件(如ADAMS)来构建柔性机器人模型和刚性机器人模型。其中，柔性机器人模型主要是针对具有柔性铰链的机器人模型。

上述目标机器人各关节为柔性关节，目标机器人的各零部件之间串联连接有柔性关节。

在本发明实施例中，可以将柔性关节简化为扭转弹簧连接。

在表示机器人的关节柔性特性时，包括三种方式：

第一种方式，直接采用扭转弹簧表示，即只需要设置扭转弹簧的刚度系数和阻尼系数即可。

对应于该第一种关节柔性特性，确定第一种构建柔性机器人模型的方式，可选的，构建柔性机器人模型包括：获取扭转弹簧的刚度系数和阻尼系数；基于扭转弹簧的刚度系数和阻尼系数，构建柔性机器人模型。

上述机器人的柔性关节适合线性柔性关节。

在本发明实施例中，还可以利用样条插值函数来表示扭转角与扭转力矩之间的非线性关系。

第二种方式，使用扭转力矩(简称为扭矩)间接表示，只需定义力矩的函数即可。在该第二种方式中，关节为线性柔性关节。

作为本发明一可选的实施方式，构建柔性机器人模型包括：通过第一函数获取各关节的相对转角，其中，相对转角指示目标机器人的至少两个零部件在预设方向上的转角值；至少基于各关节的相对转角，确定各关节的实时扭矩值；基于各关节的实时扭矩值，构建柔性机器人模型。

在本发明另一可选的实施方式中，至少基于各关节的相对转角，确定各关节的实时扭矩值的步骤，包括：获取刚度系数和角度转换函数；基于刚度系数、相对转角和角度转换函数，计算各关节的实时扭矩值。

例如，以K作为刚度系数，RTOD为角度转换函数(可以为弧度转换为角度的函数)，AZ(MARKER_1,MARKER_2)为相对转角，该相对转角可以指示两零部件(或两物体)在预设方向(如X，Y，Z三个立体方向中的Z方向)上的相对转角。在实时扭矩值可以通过扭转力矩函数表示，该扭转力矩函数定义为：K*AZ(MARKER_1,MARKER_2)*RTOD。

通过上述两种方式，可以分别表示机器人的关节柔性的特性，这样就可以分别构建柔性机器人模型，当然，在本发明实施例中，由于第二种方式同时考虑到刚度系数、相对转角和角度转换函数，求取的精度更高，为本申请的优选实施方案。

当然，本申请中还可以同时利用上述两种方式，确定机器人的关节柔性的特性，例如，采用第一种方法定义扭转弹簧的线性部分，采用第二种方式蒂尼扭转弹簧的非线性部分。

在本发明实施例中，在通过上述方式构建完成柔性机器人模型后，还可以构建刚性机器人模型，构建刚性机器人模型包括：以目标机器人各零部件作为的标准刚体，构建刚性机器人模型。即可以将机器人的各零部件视为理想的刚体，在预设软件中建立理想的纯刚性机器人模型。

步骤S104，分别使用柔性机器人模型和刚性机器人模型控制目标机器人沿着预先确定的目标运行轨迹运行，得到两条运行线路。

在本发明实施例中，分别使用柔性机器人模型和刚性机器人模型控制目标机器人沿着预先确定的目标运行轨迹运行，得到两条运行线路的步骤，包括：通过柔性机器人模型控制目标机器人的机械臂末端沿着目标运行轨迹行走，得到第一条轨迹线路；通过刚性机器人模型控制目标机器人的机械臂末端沿着目标运行轨迹行走，得到第二条轨迹线路；以第一条轨迹线路和第二条轨迹线路作为两条运行线路。

即可以分别利用柔性机器人模型和刚性机器人模型，运行在相同的轨迹线路上，再将机器人末端的位置实时线路进行比较，其偏差路段或者偏差曲线即为机器人的轨迹精度。

可选的，运行线路包括下述至少之一：曲线轨迹、直线轨迹、折线轨迹。

步骤S106，求取两条运行线路之间的偏差路段，以确定目标机器人的轨迹精度。

通过上述方式，可以对机器人在动态运行过程中由于关节柔性导致的关节弹性变形引起的轨迹精度误差实现显式的考虑，这样在设计机器人的时候可以显著评估其轨迹精度，让机器人的轨迹精度更为精准，完善机器人的精度性能的同时，还可以拓宽机器人的应用场合。

下面通过另一种可选的实施例来说明本发明。

图2是根据本发明实施例的另一种可选的机器人轨迹精度的确定方法的流程图，如图2所示，该方法包括：

步骤201，计算机器人关节总刚度。

步骤203，在ADAMS中构建具有柔性铰链的柔性机器人模型。

步骤205，在ADAMS中构建纯刚性的刚性机器人模型。

步骤207，控制两个机器人模型运行在相同的轨迹线路上。可选的，也可以运行在相同的轨迹函数。

步骤209，比较两个机器人模型的末端实时位置曲线，确定偏差数据。

步骤211，通过偏差数据确定机器人的轨迹精度。

通过上述实施方式，可以利用ADAMS软件构建两种机器人模型，考虑到机器人的关节柔性，且考虑到机器人在动态运行过程中关节出现的弹性变形，得到机器人更为精准的轨迹精度，有效的在设计机器人的时候评估其轨迹精度。

下面通过另一种实施来说明本发明。

图3根据本发明实施例的一种机器人轨迹精度的确定装置的示意图，如图3所示，该确定装置可以包括：构建单元31，控制单元33，确定单元35，其中，

构建单元31，用于构建柔性机器人模型和刚性机器人模型，其中，柔性机器人模型对应于目标机器人各关节的柔性数值，刚性机器人模型对应于目标机器人各零部件的刚性参数；

控制单元33，用于分别使用柔性机器人模型和刚性机器人模型控制目标机器人沿着预先确定的目标运行轨迹运行，得到两条运行线路；

确定单元35，用于求取两条运行线路之间的偏差路段，以确定目标机器人的轨迹精度。

上述机器人轨迹精度的确定装置，采用构建单元31构建柔性机器人模型和刚性机器人模型，其中，柔性机器人模型对应于目标机器人各关节的柔性数值，刚性机器人模型对应于目标机器人各零部件的刚性参数，通过控制单元33分别使用柔性机器人模型和刚性机器人模型控制目标机器人沿着预先确定的目标运行轨迹运行，得到两条运行线路，最后通过确定单元35求取两条运行线路之间的偏差路段，以确定目标机器人的轨迹精度。在该实施例中，可以分别通过柔性机器人模型和刚性机器人模型，运行在相同的目标运行轨迹上，然后比较机器人在该两条线路上的偏差路段(或偏差曲线)，通过该偏差路段即可确定出机器人在动态运行过程中由于柔性关节的变动造成的轨迹误差，从而为后续校正机器人的运行轨迹做准备，求取的机器人的轨迹精度同时考虑到机器人的各零部件的刚性和各关节、传动部件的柔性数据，这样求取的轨迹精度更加精确，从而解决相关技术中对机器人在动态运行过程中的轨迹精度计算容易出现误差的技术问题。

可选的，机器人轨迹精度的确定装置还包括：获取单元，用于在构建柔性机器人模型之前，获取目标机器人中多个传动部件的刚度值，其中，多个传动部件包括：电机、齿轮以及减速机；计算单元，用于基于多个传动部件的刚度值，计算目标机器人各关节的刚度值总和；第一确定模块，用于基于刚度值总和，确定构建柔性机器人模型的刚度系数。

另一种可选的，构建单元包括：第一获取模块，用于通过第一函数获取各关节的相对转角，其中，相对转角指示目标机器人的至少两个零部件在预设方向上的转角值；第二确定模块，用于至少基于各关节的相对转角，确定各关节的实时扭矩值；第一构建模块，用于基于各关节的实时扭矩值，构建柔性机器人模型。

可选的，第二确定模块包括：第一获取子模块，用于获取刚度系数和角度转换函数；第一计算子模块，用于基于刚度系数、相对转角和角度转换函数，计算各关节的实时扭矩值。

可选的，目标机器人各关节为柔性关节，目标机器人的各零部件之间串联连接有柔性关节。

可选的，构建单元还包括：简化子模块，用于将柔性关节简化为扭转弹簧；第二获取模块，用于获取扭转弹簧的刚度系数和阻尼系数；第二构建模块，用于基于扭转弹簧的刚度系数和阻尼系数，构建柔性机器人模型。

可选的，柔性关节为线性柔性关节。

可选的，构建单元包括：第三构建模块，用于以目标机器人各零部件作为的标准刚体，构建刚性机器人模型。

可选的，控制单元包括：第一控制模块，用于通过柔性机器人模型控制目标机器人的机械臂末端沿着目标运行轨迹行走，得到第一条轨迹线路；第二控制模块，用于通过刚性机器人模型控制目标机器人的机械臂末端沿着目标运行轨迹行走，得到第二条轨迹线路；第三确定模块，用于以第一条轨迹线路和第二条轨迹线路作为两条运行线路。

可选的，运行线路包括下述至少之一：曲线轨迹、直线轨迹、折线轨迹。

上述的机器人轨迹精度的确定装置还可以包括处理器和存储器，上述构建单元31，控制单元33，确定单元35等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。

上述处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来确定目标机器人的轨迹精度。

上述存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种工业机器人，包括：处理器；以及存储器，用于存储处理器的可执行指令；其中，处理器配置为经由执行可执行指令来执行根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种任意一项的机器人轨迹精度的确定方法。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种存储介质，存储介质用于存储程序，其中，程序在被处理器执行时控制存储介质所在设备执行上述任意一项的机器人轨迹精度的确定方法。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述任意一项的机器人轨迹精度的确定方法。

本申请还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有如下方法步骤的程序：构建柔性机器人模型和刚性机器人模型，其中，柔性机器人模型对应于目标机器人各关节的柔性数值，刚性机器人模型对应于目标机器人各零部件的刚性参数；分别使用柔性机器人模型和刚性机器人模型控制目标机器人沿着预先确定的目标运行轨迹运行，得到两条运行线路；求取两条运行线路之间的偏差路段，以确定目标机器人的轨迹精度。

可选的，在数据处理设备上执行时，还适于执行初始化有如下方法步骤的程序：在构建柔性机器人模型之前，获取目标机器人中多个传动部件的刚度值，其中，多个传动部件包括：电机、齿轮以及减速机；基于多个传动部件的刚度值，计算目标机器人各关节的刚度值总和；基于刚度值总和，确定构建柔性机器人模型的刚度系数。

可选的，在数据处理设备上执行时，还适于执行初始化有如下方法步骤的程序：通过第一函数获取各关节的相对转角，其中，相对转角指示目标机器人的至少两个零部件在预设方向上的转角值；至少基于各关节的相对转角，确定各关节的实时扭矩值；基于各关节的实时扭矩值，构建柔性机器人模型。

可选的，在数据处理设备上执行时，还适于执行初始化有如下方法步骤的程序：获取刚度系数和角度转换函数；基于刚度系数、相对转角和角度转换函数，计算各关节的实时扭矩值。

进一步地，目标机器人各关节为柔性关节，目标机器人的各零部件之间串联连接有柔性关节。

可选的，在数据处理设备上执行时，还适于执行初始化有如下方法步骤的程序：将柔性关节简化为扭转弹簧；获取扭转弹簧的刚度系数和阻尼系数；基于扭转弹簧的刚度系数和阻尼系数，构建柔性机器人模型。

进一步地，柔性关节为线性柔性关节。

可选的，在数据处理设备上执行时，还适于执行初始化有如下方法步骤的程序：以目标机器人各零部件作为的标准刚体，构建刚性机器人模型。

可选的，在数据处理设备上执行时，还适于执行初始化有如下方法步骤的程序：通过柔性机器人模型控制目标机器人的机械臂末端沿着目标运行轨迹行走，得到第一条轨迹线路；通过刚性机器人模型控制目标机器人的机械臂末端沿着目标运行轨迹行走，得到第二条轨迹线路；以第一条轨迹线路和第二条轨迹线路作为两条运行线路。

可选的，运行线路包括下述至少之一：曲线轨迹、直线轨迹、折线轨迹。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种机器人轨迹精度的确定方法，其特征在于，包括：

构建柔性机器人模型和刚性机器人模型，其中，所述柔性机器人模型对应于目标机器人各关节的柔性数值，所述刚性机器人模型对应于所述目标机器人各零部件的刚性参数，所述目标机器人各关节为柔性关节，所述目标机器人的各零部件之间串联连接有所述柔性关节；

分别使用所述柔性机器人模型和所述刚性机器人模型控制所述目标机器人沿着预先确定的目标运行轨迹运行，得到两条运行线路；

求取所述两条运行线路之间的偏差路段，以确定所述目标机器人的轨迹精度，

在构建柔性机器人模型之前，所述确定方法还包括：获取所述目标机器人中多个传动部件的刚度值，其中，所述多个传动部件包括：电机、齿轮以及减速机；基于所述多个传动部件的刚度值，计算所述目标机器人各关节的刚度值总和；基于所述刚度值总和，确定构建所述柔性机器人模型的刚度系数，

构建所述柔性机器人模型包括：通过第一函数获取各关节的相对转角，其中，所述相对转角指示所述目标机器人的至少两个零部件在预设方向上的相对转角；至少基于各关节的相对转角，确定各关节的实时扭矩值；基于所述各关节的实时扭矩值，构建所述柔性机器人模型，

至少基于各关节的相对转角，确定各关节的实时扭矩值的步骤，包括：获取所述刚度系数和角度转换函数；基于所述刚度系数、所述相对转角和所述角度转换函数，计算各关节的实时扭矩值。

2.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述柔性关节为线性柔性关节。

3.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，构建刚性机器人模型包括：

以所述目标机器人各零部件作为标准刚体，构建所述刚性机器人模型。

4.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，分别使用所述柔性机器人模型和所述刚性机器人模型控制目标机器人沿着预先确定的目标运行轨迹运行，得到两条运行线路的步骤，包括：

通过所述柔性机器人模型控制所述目标机器人的机械臂末端沿着所述目标运行轨迹行走，得到第一条轨迹线路；

通过所述刚性机器人模型控制所述目标机器人的机械臂末端沿着所述目标运行轨迹行走，得到第二条轨迹线路；

以所述第一条轨迹线路和所述第二条轨迹线路作为所述两条运行线路。

5.根据权利要求4所述的确定方法，其特征在于，所述运行线路包括：曲线轨迹。

6.一种机器人轨迹精度的确定装置，其特征在于，包括：

构建单元，用于构建柔性机器人模型和刚性机器人模型，其中，所述柔性机器人模型对应于目标机器人各关节的柔性数值，所述刚性机器人模型对应于所述目标机器人各零部件的刚性参数，所述目标机器人各关节为柔性关节，所述目标机器人的各零部件之间串联连接有所述柔性关节；

控制单元，用于分别使用所述柔性机器人模型和所述刚性机器人模型控制所述目标机器人沿着预先确定的目标运行轨迹运行，得到两条运行线路；

确定单元，用于求取所述两条运行线路之间的偏差路段，以确定所述目标机器人的轨迹精度，

所述机器人轨迹精度的确定装置还包括：获取单元，用于在构建柔性机器人模型之前，获取所述目标机器人中多个传动部件的刚度值，其中，所述多个传动部件包括：电机、齿轮以及减速机；计算单元，用于基于所述多个传动部件的刚度值，计算所述目标机器人各关节的刚度值总和；第一确定模块，用于基于所述刚度值总和，确定构建所述柔性机器人模型的刚度系数，

所述构建单元包括：第一获取模块，用于通过第一函数获取各关节的相对转角，其中，所述相对转角指示所述目标机器人的至少两个零部件在预设方向上的转角值；第二确定模块，用于至少基于各关节的相对转角，确定各关节的实时扭矩值；第一构建模块，用于基于所述各关节的实时扭矩值，构建所述柔性机器人模型；

所述第二确定模块包括：第一获取子模块，用于获取所述刚度系数和角度转换函数；第一计算子模块，用于基于所述刚度系数、所述相对转角和所述角度转换函数，计算各关节的实时扭矩值。

7.一种工业机器人，其特征在于，包括：

处理器；以及

存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；

其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行权利要求1至5中任意一项所述的机器人轨迹精度的确定方法。

8.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质用于存储程序，其中，所述程序在被处理器执行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求1至5中任意一项所述的机器人轨迹精度的确定方法。

9.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至5中任意一项所述的机器人轨迹精度的确定方法。

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