(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211144410.4 (22)申请日 2022.09.20 (71)申请人 南方电网电力科技股份有限公司 地址 510000 广东省广州市越秀区西华路 捶帽新街1-3号华业大厦附楼501-503 室 (72)发明人 王杨　吴晖　吴昊　麦晓明　 施泽宇　 (74)专利代理 机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 专利代理师 许庆胜 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 一种递推式的机器人双臂协同作业路径规 划方法 (57)摘要 本发明提供了一种递推式的机器人双臂协 同作业路径 规划方法， 包括将一个完整的作业流 程划分为多段直线轨迹， 基于 路径规划规则对多 段直线轨迹上的分段点， 在工具坐标系下基于基 准位姿计算每个非基准位姿的分段点对应的工 具末端位姿； 根据工具尺寸将 工具末端位姿转换 为夹持工 具的机器人手臂末端位姿； 基于各分段 点对应的机器人手臂末端位姿对机器人双臂分 别进行跟踪控制， 从而实现机器人的双臂协同作 业。 本发明通过将机器人动作规划设计成递推过 程， 每一个递推过程存在一个基准位姿， 基于该 基准位姿完成从工具位姿到机器人位姿的转换， 从而实现机 器人双臂的协同作业。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 115533896 A 2022.12.30 CN 115533896 A 1.一种递推式的机器人双臂 协同作业路径规划方法， 其特 征在于， 包括： 将一个完整的作业流程划分为同时对应左右手臂上工具末端位姿的多段直线轨迹， 根 据所述多段直线轨 迹确定分段点； 对于任一手臂上工具末端位姿所对应的所述多段直线轨迹， 基于路径规划规则中对于 分段点各参数的定义对所述分段点位姿进 行分类， 划分为对应基准位姿的分段点和非基准 位姿的分段点， 所述路径规划规则包括对分段点 位姿的定义； 在工具坐标系下基于所述基准位姿计算每个所述非基准位姿的分段点对应的所述工 具末端位姿； 根据工具尺寸将所述工具末端位姿转换为夹持工具的机器人手臂末端位姿； 基于各分段点对应的所述机器人手臂末端位姿对机器人双臂分别进行跟踪控制， 从而 实现机器人的双臂 协同作业。 2.根据权利要求1所述的递推式的机器人双臂协同作业路径规划方法， 其特征在于， 所 述路径规划规则具体包括： 动作序号定义； 所述动作序号定义包括对应于所述基准 位姿、 基准前位姿和基准后位姿的序号定义； 所述基准位姿为计算基准， 所述基准前位姿为基于所述基准位姿、 且发生于机器人手 臂末端装载的工具末端抵达所述基准位姿 前所将途径的多段线上分段点的位姿， 所述基准 后位姿为基于所述基准位姿、 且发生于机器人手臂末端装载的工具末端抵达所述基准位姿 后所将途径的多段线上分段点的位姿。 3.根据权利要求2所述的递推式的机器人双臂协同作业路径规划方法， 其特征在于， 所 述路径规划规则还 包括： 动作参 考坐标系定义； 所述动作参考坐标系定义包括对应于绝对坐标系下绝对值、 绝对坐标系下相对值和工 具坐标系下相对值的序号定义； 所述绝对坐标系下绝对值为在机器人坐标系中的某个具体位置和姿态， 所述绝对坐标 系下相对值为在机器人坐标系下， 相对于某一个基准点的6维距离， 所述工具坐标系下相对 值为在机器人手臂末端工具的坐标系下， 相对于某一个 基准点的6维距离 。 4.根据权利要求3所述的递推式的机器人双臂协同作业路径规划方法， 其特征在于， 所 述路径规划规则还 包括： 动作参 考信号来源； 所述动作参考信号来源包括对应于手动输入、 左臂视觉定位、 右臂视觉定位、 左臂工具 坐标和右 臂工具坐标的序号定义。 5.根据权利要求4所述的递推式的机器人双臂协同作业路径规划方法， 其特征在于， 所 述路径规划规则还 包括： 动作变动增量； 所述动作变动增量为6维数组， 数组内部变量定义依次为当前分段点对应三维坐标系 下的三个正交位置坐标和对应的旋转角度坐标。 6.根据权利要求5所述的递推式的机器人双臂协同作业路径规划方法， 其特征在于， 基 于路径规划规则中对于分段点各参数的定义对所述分段点 位姿进行分类， 具体包括： 当左臂或者右臂的所述动作序号对应为所述基准位姿， 且动作参考坐标系序号对应为 所述绝对坐标系下绝对值时， 所述分段点对应为基准 位姿， 记为第一类分段点； 当左臂或者右臂的所述动作序号对应为所述基准位姿， 动作参考坐标系序号对应为所 述工具坐标系下相对值， 且所述动作参考信号来源为所述左臂视觉定位或者右臂视觉定位权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115533896 A 2时， 所述分段点对应为基准 位姿， 记为第二类分段点； 当左臂或者右臂的所述动作序号对应为所述基准位姿， 动作参考坐标系序号对应为所 述工具坐标系下相对值， 且所述动作参考信号来源为所述左臂工具坐标和右臂工具坐标 时， 所述分段点对应为基准 位姿， 记为第三类分段点； 当左臂或者右臂的所述动作序号对应为非基准位姿时， 按照相对位姿变换公式计算当 前分段点对应的位姿。 7.根据权利要求6所述的递推式的机器人双臂协同作业路径规划方法， 其特征在于， 各 类对应于基准 位姿的分段点的基准 来源具体为： 所述第一类分段点的基准 来源为外 部输入的绝对位姿； 所述第二类分段点的基准 来源为外 部视觉信号输入的绝对位姿； 所述第三类分段点的基准 来源为对应右 臂或者左臂分段点对应的位姿。 8.根据权利要求7所述的递推式的机器人双臂协同作业路径规划方法， 其特征在于， 各 类对应于基准 位姿的分段点的所述动作变动增量的数值具体为： 所述第一类分段点的所述动作变动增量的数值 为所述绝对位姿值； 所述第二类分段点的所述动作变动增量的数值 为在视觉信号输入量基础上的偏差值； 所述第三类分段点的所述动作变动增量的数值 为在所述分段点基础上的偏差值。 9.根据权利要求6所述的递推式的机器人双臂协同作业路径规划方法， 其特征在于， 所 述相对位姿变换公式具体如下： P4×4＝T(x0,y0,z0)Rz(rz0)Ry(ry0)Rx(rx0)T(xΔ,yΔ,zΔ)Rx(rxΔ)Ry(ryΔ)Rz(rzΔ) 式中， P4×4为当前分段点对应的位姿， x， y， z分别表示机器人末端在相应坐标系下， 绕x， y， z轴的平动距离； rx， ry， rz分别表 示机器人末端在相应坐标系下， 绕x， y， z轴的转动角度； 下标为0时表示相对基准数值， 为Δ时表示变化 量。 10.根据权利要求7所述的递推式的机器人双臂协同作业路径规划方法， 其特征在于， 根据工具尺寸将所述工具末端位姿转换为夹持工具的机器人手臂末端位姿， 具体按照下式 进行转换： P′4×4＝P4×4T(xtool,ytool,ztool) 式中， P'4×4为转换后的机器人手臂末端位姿， T(xtool,ytool,ztool)为工具的三维尺寸。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115533896 A 3