无锡灵掌机器人科技有限公司张超获国家专利权
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龙图腾网获悉无锡灵掌机器人科技有限公司申请的专利一种机械手空间移动轨迹的设计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:CN120269565B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-23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:202510596106.0,技术领域涉及:B25J9/16;该发明授权一种机械手空间移动轨迹的设计方法是由张超;宁萌;梁义辉;许钦桓设计研发完成,并于2025-05-09向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种机械手空间移动轨迹的设计方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种机械手空间移动轨迹的设计方法,涉及轨迹规划技术领域,包括采集多模态数据后生成初步轨迹,并基于初步轨迹进行全局优化,得到全局优化轨迹;基于全局优化轨迹进行进一步局部优化操作,得到最终轨迹;本发明通过对轨迹的全局优化与局部优化相结合,解决了传统方法中路径平滑度、加速度平滑度、关节角度限制方面的不足,全局优化通过粒子群优化方法,综合考虑路径长度、加速度变化和任务完成时间的权重,能够有效提升轨迹的整体性能,而局部优化则在此基础上,进一步细化每个时间点的速度和加速度变化,避免产生突变,并控制机械手的关节角度变化,使得整个运动过程更加平稳、精确。
本发明授权一种机械手空间移动轨迹的设计方法在权利要求书中公布了:1.一种机械手空间移动轨迹的设计方法,其特征在于:包括, 采集多模态数据后生成初步轨迹,并基于初步轨迹进行全局优化,得到全局优化轨迹; 基于全局优化轨迹进行进一步局部优化操作,得到最终轨迹; 基于最终轨迹进行检测,并通过可视化界面进行展示; 通过数据库对检测结果进行存储后进一步进行加密操作; 通过IMU传感器采集机械手的速度、加速度和姿态角数据,并记录机械手的起始位置和目标位置; 将起始位置和目标位置作为贝塞尔曲线固定端点,并使用正态分布法随机生成个期望速度和期望加速度; 将随机生成的个期望速度和期望加速度作为边界条件; 基于个期望速度计算每个控制点的速度变化后计算控制点的位置; 使用时间步长对所有速度和加速度数据进行离散化,并生成个离散的时间点数据后计算每个离散时间点对应的速度和加速度值; 基于每个离散时间点对应的速度和加速度值,使用三次样条插值方法构建三次样条函数和,表示速度的三次样条函数,表示加速度的三次样条函数; 设定不同的姿态角约束范围,并通过迭代方法调整控制点位置,在每次迭代过程中,计算当前轨迹在每个时间点的姿态角,并与约束范围进行比较,若不满足约束条件,则调整控制点的位置,直至姿态角满足条件; 将满足条件的控制点位置和记录的起始位置和目标位置代入贝塞尔曲线公式进行计算,得到个初步轨迹; 基于个初步轨迹,使用欧几里得距离计算每个初步轨迹中相邻两点之间的欧几里得距离总和,得到路径长度; 基于个初步轨迹,计算每个初步轨迹的加速度变化程度,得到加速度平滑度; 基于每个初步轨迹中的速度,计算任务所需的时间,得到完成时间; 将每个初步轨迹作为一个粒子,并将每个初步轨迹中的控制点位置作为每个粒子的位置,初始化粒子的数量、位置和速度; 通过使用加权和方法,将路径长度、加速度平滑度和完成时间进行结合,得到全局优化目标函数; 根据当前粒子的位置、速度和最佳解更新粒子的位置和速度,并在迭代过程中计算每个粒子的目标函数值,当目标函数值的下降值不再明显下降时,停止迭代,并输出全局最优轨迹。
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