[發明專利]機器人控制

有效

• 申請號: 201780019183.3
• 申請日: 2017-03-22
• 公開（公告）號: CN108883533B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: E·J·莫特拉姆;G·T·迪恩;E·塔克爾;G·維奇;P·C·羅伯茨
• 申請（專利權）人: CMR外科有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王小東

1.一種用于控制機械系統的方法，所述機械系統具有通過多個驅動接頭互連的多個部件，所述方法包括：

測量所述驅動接頭周圍或所述驅動接頭處的轉矩或者力，并且形成代表測量轉矩或者力的負荷信號；

接收代表所述系統的期望狀態的運動要求信號；

執行阻抗控制算法，執行所述阻抗控制算法包括求解常微分方程，所述運動要求信號和所述負荷信號是所述常微分方程的輸入，所述阻抗控制算法形成指示用于每個驅動接頭的目標構造的目標信號；

測量每個驅動接頭的構造，并且形成代表測量構造的狀態信號；以及

通過對于每個接頭比較由所述目標信號指示的該接頭的所述目標構造與由所述狀態信號指示的該接頭的所述測量構造，來形成用于多個接頭的一組驅動信號。

2.根據權利要求1所述的方法，該方法包括根據相應的驅動信號驅動每個所述驅動接頭。

3.根據權利要求2所述的方法，其中，每個所述驅動接頭設置有相應的電動機用于驅動所述接頭處的運動，并且每個驅動信號被施加至相應的電動機。

4.根據權利要求2或3所述的方法，該方法包括重復地執行第二個測量步驟、形成步驟和驅動步驟。

5.根據權利要求4所述的方法，其中，形成一組驅動信號的步驟在比形成目標信號的步驟更高的頻率下執行。

6.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其中，執行所述阻抗控制算法包括對于每個驅動接頭根據相應質量、減震器以及彈簧系數的輸入來求解所述常微分方程。

7.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其中，所述運動要求信號代表用于每個所述驅動接頭的期望構造。

8.根據權利要求7所述的方法，該方法包括：

接收代表所述機械系統的一部分的期望物理位置的主要運動要求信號；

執行逆向運動學計算以確定每個驅動接頭的、要將所述機械系統的所述一部分定位在所述期望物理位置處的構造；以及

提供這些構造作為所述運動要求信號。

9.根據權利要求6所述的方法，該方法包括：

接收代表用于第一坐標空間中的物理系統的期望阻抗特性的數據；以及

對于每個驅動接頭將該數據轉換為相應的質量、減震器以及彈簧系數。

10.根據權利要求9所述的方法，其中，所述第一坐標空間是非笛卡爾坐標空間。

11.根據權利要求9所述的方法，其中，所述第一坐標空間是拓撲空間。

12.根據權利要求9所述的方法，其中，所述第一坐標空間是向量空間。

13.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其中，在接頭空間中實施所述阻抗控制算法。

14.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其中，所述運動要求信號代表所述機械系統的一部分的期望物理位置。

15.根據權利要求14所述的方法，其中，執行所述阻抗控制算法的步驟包括：

求解所述常微分方程以確定所述機械系統的所述一部分的目標物理位置；

執行逆向運動學計算以確定每個驅動接頭的、適合于將所述機械系統的所述一部分定位在所述目標物理位置處的構造；以及

形成所述目標信號，以指示那些構造作為用于所述驅動接頭的所述目標構造。