四自由度码垛机器人工作空间合理程度的量化评价方法

摘要

本发明公开了一种四自由度码垛机器人工作空间合理程度的量化评价方法，其特征是首先按D‑H法分别建立待评价各四自由度码垛机器人的坐标系，在坐标系中通过四自由度码垛机器人的实际工作空间与矩形任务空间的对比确定其是否能够达到预期基本要求；利用四自由度码垛机器人实际工作空间的空间利用率H、左侧轮廓线斜率绝对值K以及形心偏移率e对四自由度码垛机器人的工作空间合理程度进行量化评价。本发明方法可以在设定的矩形任务空间的条件下直观、快速地判断给定的实际工作空间的合理程度，为四自由度码垛机器人的选型提供参考，对四自由度码垛机器人的结构设计有指导意义。

主权项

四自由度码垛机器人工作空间合理程度的量化评价方法，其特征是按如下步骤进行：按D‐H法分别建立待评价各四自由度码垛机器人的坐标系；取D‐H坐标系下各四自由度码垛机器人在XOZ截面中的工作空间为对应四自由度码垛机器人的实际工作空间，所述实际工作空间是由六段弧线围成的处在XOZ截面中的封闭区域，所述六段弧线分别是第1段线、第2段线、第3段线、第4段线、第5段线和第6段线；所述第1段线为实际工作空间的上方轮廓线，第2段线为实际工作空间的右侧轮廓线，第3段线为实际工作空间的下方轮廓线，第4段线、第5段线和第6段线按自上而下依次联接构成实际工作空间的左侧轮廓线；设定所述四自由度码垛机器人在所述XOZ截面中的任务空间为矩形任务空间，所述矩形任务空间中相邻的两侧边分别平行于Z轴和X轴；针对设定的矩形任务空间，按如下步骤评价各四自由度码垛机器人的实际工作空间的合理程度：步骤a、在XOZ截面中按照平行于X轴和Z轴的方向移动矩形任务空间，将各实际工作空间与所述矩形任务空间逐一进行比较，排除不能完全包含矩形任务空间的实际工作空间，对于能够完全包含矩形任务空间的实际工作空间按步骤b的方法进行比较；步骤b、记矩形任务空间面积为s_r、实际工作空间面积为s_w，以实际工作空间的空间利用率H作为四自由度码垛机器人的实际工作空间合理程度的评价指标，所述实际工作空间的空间利用率H越大判断为四自由度码垛机器人的实际工作空间越为合理，若待评价各四自由度码垛机器人的实际工作空间的空间利用率H均相等，则按以下方式继续进行比较：记实际工作空间中第4段线和第6段线的X轴方向最大值分别为maxX₄、maxX₆，所述最大值maxX₄和maxX₆所在位置对应点的Z轴值分别为Z₄和Z₆，以实际工作空间的左侧轮廓线斜率绝对值K作为四自由度码垛机器人的实际工作空间合理程度的第二评价指标，所述实际工作空间的左侧轮廓线斜率绝对值K越大，判断为四自由度码垛机器人的实际工作空间越为合理，