(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 202210920194.1 (22)申请日 2022.08.01 (71)申请人 珠海格力 智能装备有限公司 地址 519015 广东省珠海市九洲大道中 2097号珠海凌达压缩机有限公司 1号 厂房及办公楼 申请人 珠海格力电器股份有限公司 (72)发明人 阚君旺　张志波　高小云　郭东生　 程宁　万文洁　 (74)专利代理 机构 北京康信知识产权代理有限 责任公司 1 1240 专利代理师 霍文娟 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 机器人负载范围图的绘制方法、 装置和机器 人 (57)摘要 本申请提供了一种机器人负载范围图的绘 制方法、 装置和机器人， 该绘制方法包括： 获取多 个工况参数 组， 工况参数组包括 关节的参数和负 载的参数； 根据各工况参数 组计算得到对应的各 关节的最大力臂， 最大力臂为负载的质心距关节 的回转轴的最大力臂； 根据多个最大力臂确定第 一距离和第二距离的关系式， 第一距离为负载的 质心与输出法兰的端面中心在多个第一方向的 最大力臂， 第二距离为负载的质心与输出法兰的 端面中心在第二方向的距离， 第二方向为输出法 兰的回转轴的方向； 根据第一距离和第二距离的 关系式绘制第一距离和第二距离的关系曲线， 生 成负载范围图， 解决了 现有技术中无法根据工况 的调整快速绘制机 器人负载范围图的问题。 权利要求书2页 说明书11页 附图3页 CN 115070776 A 2022.09.20 CN 115070776 A 1.一种机器人负载范围图的绘制方法， 其特征在于， 机器人包括多个关节， 多个所述关 节依次连接， 且末 尾的所述关节与输出法兰连接， 所述输出法兰的端面与夹具连接， 所述夹 具用于夹持负载， 所述绘制方法包括： 获取步骤， 获取多个工况参数组， 所述工况参数组包括所述关节的参数和所述负载的 参数， 所述工况参数组与所述关节一 一对应； 第一计算步骤， 根据各所述工况参数组计算得到对应的各所述关节的最大力臂， 所述 最大力臂为所述负载的质心 距所述关节的回转轴的最大力臂； 确定步骤， 根据多个所述最大力臂确定第一距离和第二距离的关系式， 所述第一距离 为所述负载的质心与所述输出法兰的端面中心在多个第一方向的最大力臂， 所述第二距离 为所述负载的质心与所述输出法兰的端面中心在第二方向的距离， 所述第二方向为所述输 出法兰的回转轴的方向， 各 所述第一方向均为与所述第二方向垂直的方向； 生成步骤， 根据 所述第一距离和所述第 二距离的关系式绘制所述第 一距离和所述第 二 距离的关系曲线， 生成负载 范围图。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述关节包括减速 机， 所述获取步骤 包括： 以所述减速机的端面中心为原点， 以所述减速机的回转轴为Z轴， 建立关节坐标系， 所 述关节坐标系的X轴与Y轴互相垂直， 且均 与所述Z轴垂直； 根据所述关节的质心在所述关节坐标系中的坐标计算得到所述关节的力臂。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述关节包括减速机和电机， 所述关节的 参数包括所述关节的质量、 所述关节的力臂、 所述关节的减速比、 所述关节的传动效率、 所 述减速机的启停转矩和所述电机的额定转矩， 所述负载的参数包括所述负载 的质量， 所述 关节的力臂 为所述关节的质心到所述关节的回转轴的距离， 所述启停转矩为所述减速机启 动的最小转矩， 所述第一计算 步骤包括： 根据各所述工况参数组中的所述减速机的启停转矩、 所述电机的额定转矩、 所述关节 的减速比和所述关节的传动效率计算得到对应的各 所述关节的静止转矩； 根据各所述关节的静止转矩、 各所述关节的质量和各所述关节的力臂计算得到对应的 各所述关节的允许负载转矩； 根据各所述关节的允许负载转矩和所述负载的质量计算得到对应的各所述关节的最 大力臂， 所述静止转矩为所述关节静止状态下输出的扭矩。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述确定步骤 包括： 确定末尾的所述关节的所述 最大力臂为所述第一距离； 根据剩余的所述最大力臂和所述第一距离确定所述第一距离和所述第二距离的关系 式。 5.根据权利要求1至4任一项所述的方法， 其特 征在于， 所述 生成步骤 包括： 调整所述负载的质量， 并依次重复所述第一计算步骤和所述确定步骤至少一次， 得到 至少一个所述第一距离和所述第二距离的关系曲线， 调整次数与重复次数相等； 根据至少两个所述关系曲线生成所述负载 范围图。 6.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 所述关节的参数还包括所述关节的加速 度、 所述关节的转动惯量、 所述加速度下 的所述减速机的瞬时转矩和所述加速度下 的所述 电机的瞬时转矩， 所述方法还 包括：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115070776 A 2第二计算步骤， 根据所述减速机的瞬时转矩和所述电机的瞬时转矩、 所述关节的减速 比和所述关节的传动效率计算得到对应的各所述关节的运行转矩， 所述运行转矩为所述关 节在当前的运动状态下的输出 扭矩； 第三计算步骤， 根据所述运行转矩、 所述关节的质量、 所述关节的力臂、 所述最大力臂、 所述关节的加速度和所述关节的转动惯量计算得到允许负载惯量。 7.根据权利要求6所述的方法， 其特征在于， 在所述第三计算步骤之后， 所述方法还包 括： 调整所述关节的加速度和速度， 并依次重复所述第 二计算步骤和所述第 三计算步骤至 少一次， 得到 至少一个工况 下的所述允许负载惯量， 调整次数与重复次数相等。 8.一种机器人负载范围图的绘制装置， 其特征在于， 机器人包括多个关节， 多个所述关 节依次连接， 且末 尾的所述关节与输出法兰连接， 所述输出法兰的端面与夹具连接， 所述夹 具用于夹持负载， 所述绘制装置包括： 获取单元， 用于执行获取步骤， 获取多个工况参数组， 所述工况参数组包括所述关节的 参数和所述负载的参数， 所述工况参数组与所述关节一 一对应； 第一计算单元， 用于执行第一计算步骤， 根根据各所述工况参数组计算得到对应的各 所述关节的最大力臂， 所述 最大力臂为所述负载的质心 距所述关节的回转轴的最大力臂； 确定单元， 用于执行确定步骤， 根据多个所述最大力臂确定第一距离和第二距离的关 系式， 所述第一距离为所述负载的质心与所述输出法兰的端面中心在多个第一方向的最大 力臂， 所述第二距离为所述负载 的质心与所述输出法兰的端面中心在第二方向的距离， 所 述第二方向为所述输出法兰的回转轴的方向， 各所述第一方向均为与所述第二方向垂直的 方向； 生成单元， 用于执行生成步骤， 根据所述第一距离和所述第二距离的关系式绘制所述 第一距离和所述第二距离的关系曲线， 生成负载 范围图。 9.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 所述计算机可读存储介质包括存储的程序， 其中， 所述 程序执行权利要求1至7中任意 一项所述的方法。 10.一种处理器， 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7中任意 一项所述的方法。 11.一种机器人， 其特征在于， 包括： 一个或多个处理器， 存储器以及一个或多个程序， 其中， 所述一个或多个程序被存储在所述存储器中， 并且被配置为由所述一个或多个处理 器执行， 所述一个或多个程序包括用于执 行权利要求1至7中任意 一项所述的方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115070776 A 3