[發明專利]機器人運動的控制方法及裝置

有效

• 申請號: 202010301433.6
• 申請日: 2020-04-16
• 公開（公告）號: CN111452049B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 萬文潔;郭東生;張雷
• 申請（專利權）人: 珠海格力智能裝備有限公司;珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 周春枚

本發明公開了一種機器人運動的控制方法及裝置。該發明包括：通過傳感器采集機器人的末端操作器與外部環境的第一接觸力和第一力矩；對傳感器進行零點補償操作；在對傳感器進行零點補償操作后，依據第一接觸力和第一力矩，計算末端操作器的目標接觸力和目標力矩；依據目標接觸力和目標力矩，控制末端操作器的位姿轉換為目標位姿。通過本發明，解決了相關技術中機器人的力的感知與控制是通過提供力控附加包的形式實現的，導致機器人的工作效率不高的技術問題。

技術領域

本發明涉及智能機器人領域，具體而言，涉及一種機器人運動的控制方法及裝置。

背景技術

相關技術中，現代工業機器人作業時大都需要機器人與外部環境交互，比如機器人碼垛搬運、打磨、裝配等任務，此時對于力的感知與控制是我們必須關注和重視的問題。

大部分工業機器人控制器的力控制模式是通過提供力控附加包的形式，這種工作模式下，人工參與的部分較多，工作人員的工作強度較大，同時對機器人的控制效率較低。

針對相關技術中存在的上述問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種機器人運動的控制方法及裝置，以解決相關技術中機器人的力的感知與控制是通過提供力控附加包的形式實現的，導致機器人的工作效率不高的技術問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種機器人運動的控制方法。該發明包括：通過傳感器采集機器人的末端操作器與外部環境的第一接觸力和第一力矩；對傳感器進行零點補償操作；在對傳感器進行零點補償操作后，依據第一接觸力和第一力矩，計算末端操作器的目標接觸力和目標力矩；依據目標接觸力和目標力矩，控制末端操作器的位姿轉換為目標位姿。

進一步地，在通過傳感器采集機器人的末端操作器與外部環境的第一接觸力之后，該方法還包括：將第一接觸力和第一力矩依據的坐標系轉換為目標坐標系，其中，目標坐標系是機器人的工具坐標系。

進一步地，對傳感器進行零點補償操作，包括：獲取第一重力和工具坐標系相對于基坐標系的旋轉矩陣，其中，第一重力為傳感器與末端操作器整體的重力；依據第一重力和旋轉矩陣，確定第二重力，其中，第二重力為基坐標系下的重力；依據旋轉矩陣和第二重力，確定第三重力和第二力矩，其中，第三重力為傳感器與末端操作器整體在工具坐標系下的重力，第二力矩為第三重力在工具坐標系下產生的力矩。

進一步地，在對傳感器進行零點補償操作后，依據第一接觸力，計算末端操作器的目標接觸力和目標力矩，包括：獲取第一初始力和第三力矩，其中，第一初始力為傳感器在初始位置產生的力，第三力矩是第一初始力對應產生的力矩；獲取第二初始力和第四力矩，其中，第二初始力為末端操作器與傳感器整體在初始位置產生的力，第四力矩為第二初始力對應產生的力矩；依據第一初始力和第二初始力，計算傳感器在初始位置的目標初始力；依據第三力矩和第四力矩，計算傳感器在初始位置的目標初始力矩；依據第一接觸力、目標初始力和第三重力，計算目標接觸力；依據第一接觸力矩、目標初始力矩和第二力矩，計算目標力矩。

進一步地，在對傳感器進行零點補償操作后，依據第一接觸力，計算末端操作器的目標接觸力和目標力矩之后，該方法還包括：將目標接觸力和目標力矩發送至傳感器數據映像區；采集傳感器數據映像區內的目標接觸力和目標力矩，并依據目標接觸力和目標力矩，計算末端操作器的位姿控制量。

進一步地，依據目標接觸力和目標力矩，控制末端操作器的位姿轉換為目標位姿，包括：依據末端操作器的位姿控制量，生成控制指令并將控制指令寫入指令緩沖區；通過插補器任務讀取控制指令，并將位姿控制量中包含的末端操作器角度傳輸至伺服映像區；在開始下一個伺服周期時，將位姿控制量發送給伺服電機；通過伺服電機的帶動控制末端操作器的位姿轉換為目標位姿。