[發明專利]多關節機械臂智能控制方法、裝置及系統

有效

• 申請號: 201310749595.6
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103955231A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 代晴華;譚凌群;蒲東亮;武利沖
• 申請（專利權）人: 三一汽車制造有限公司
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種多關節機械臂智能控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S11，接收由操控器輸入的機械臂末端的速度矢量；

步驟S12，基于所述機械臂末端的速度矢量和當前機械臂的狀態，對多關節機械臂的各個節臂進行軌跡預測；若預測所得的下一時刻的運動軌跡相對于當前時刻發生突變，則放棄該軌跡預測的結果；

步驟S13，基于多關節機械臂的運動約束和軌跡預測的結果，確定最優規劃解；

步驟S14，根據所述最優規劃解，確定各個節臂的油缸驅動量；

步驟S15，根據所述油缸驅動量及執行機構的比例特性，確定驅動電流，所述驅動電流用于驅動多關節臂架及轉塔的回轉。

2.根據權利要求1所述的多關節機械臂智能控制方法，其特征在于，

所述步驟S13中，所述運動約束為液壓系統流量極值約束，所述最優規劃解為系統流量代價最小的規劃解。

3.根據權利要2所述的多關節機械臂智能控制方法，其特征在于，在步驟S15后，還包括：

步驟S16，檢測被驅動后的多關節臂架的狀態參數，并將所述多關節臂架的狀態參數反饋至步驟S12，所述軌跡預測的結果根據輸入的機械臂末端的速度矢量和多關節臂架的狀態參數共同確定。

4.根據權利要3所述的多關節機械臂智能控制方法，其特征在于，

所述步驟S16還包括如下子步驟：

對獲取的所述多關節臂架的狀態參數進行信號濾波以及形變補償，并將獲取的結果反饋至所述步驟S12。

5.一種多關節機械臂智能控制裝置，其特征在于，包括：

速度矢量接收單元，用于接收由操控器輸入的機械臂末端的速度矢量；

軌跡預測單元，用于基于所述機械臂末端的速度矢量和當前機械臂的狀態，對多關節機械臂的各個節臂進行軌跡預測；若預測所得的下一時刻的運動軌跡相對于當前時刻發生突變，則放棄該軌跡預測的結果；

最優規劃解確定單元，用于基于多關節機械臂的運動約束和軌跡預測的結果，確定最優規劃解；

油缸驅動量計算單元，用于根據所述最優規劃解，確定各個節臂的油缸驅動量；以及

驅動電流計算單元，用于根據所述油缸驅動量及執行機構的比例特性，確定驅動電流，所述驅動電流用于驅動多關節臂架及轉塔的回轉。

6.根據權利要求5所述的多關節機械臂智能控制裝置，其特征在于，

所述最優規劃解確定單元中，所述運動約束為液壓系統流量極值約束，所述最優規劃解為系統流量代價最小的規劃解。

7.根據權利要求6所述的多關節機械臂智能控制裝置，其特征在于，還包括，

反饋單元，用于檢測被驅動后的多關節臂架的狀態參數，并將所述多關節臂架的狀態參數反饋至所述軌跡預測單元，所述軌跡預測單元進一步根據輸入的機械臂末端的速度矢量和所述多關節臂架的狀態參數共同確定預測結果。

8.根據權利要求7所述的多關節機械臂智能控制裝置，其特征在于，

所述反饋單元還包括信號濾波及形變補償子單元，用于對獲取的所述多關節臂架的狀態參數進行信號濾波以及形變補償。

9.一種多關節機械臂智能控制系統，其特征在于，包括：

如權利要求5至8中任一項所述的多關節機械臂智能控制裝置，以及，與所述多關節機械臂智能控制裝置相配合的操控器，所述操控器用于輸入所述機械臂末端的速度矢量。

10.根據權利要求9所述的多關節機械臂智能控制系統，其特征在于，

所述操控器為萬向手柄。