[發明專利]機器人雙臂協調運動控制方法、裝置和電子設備

有效

• 申請號: 202011329284.0
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112123341B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 楊宗泉;甘中學;溫志慶;牛福永
• 申請（專利權）人: 季華實驗室
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 佛山市海融科創知識產權代理事務所(普通合伙) 44377
• 代理人: 陳志超;黃家豪

本發明提供了一種機器人雙臂協調運動控制方法、裝置和電子設備，通過獲取主臂和從臂的運動學模型；獲取主臂和從臂的坐標轉換矩陣；獲取主臂的運動軌跡；由主臂的運動軌跡計算從臂的運動軌跡；獲取六維力傳感器測得的接觸力數據；根據從臂的末端位置和接觸力數據計算被搬運物體的剛度；根據剛度和BP神經網絡預測模型，獲取自適應力控制參數；在控制從臂沿從臂的運動軌跡運動時，根據預設的期望接觸力、測得的接觸力數據和自適應力控制參數，采用基于位置的自適應力控制方法來修正從臂的實際運動軌跡；從而可避免機器人的位置跟蹤誤差而導致兩個機械臂對被搬運物體的作用力過大或不足。

技術領域

本發明涉及機器人控制技術領域，尤其涉及一種機器人雙臂協調運動控制方法、裝置和電子設備。

背景技術

在一些危險的場合，如排爆、進入有險情的災區進行救災，為了保護救災人員的生命安全，往往會使用雙臂機器人進入現場進行作業，并由救災人員遠程對機器人進行遙控操作。

在救災現場，常常需要雙臂機器人的兩個機械臂協同搬運一些物品，目前，在控制兩個機械臂協同搬運物品時，一般是把其中一個機械臂設置為主臂，把另一個機械臂設置為從臂，然后對主臂的運動軌跡進行規劃，再根據運動約束關系和主臂的運動軌跡計算出從臂的運動軌跡，從而實現兩個機械臂的協同工作。

然而，機器人的位置跟蹤精度是有限的，會存在一定的跟蹤誤差，容易導致兩個機械臂對被搬運物體的作用力過大或不足，若作用力過大則容易損壞物體，若作用力不足則可能搬不起物體或使物體在搬運途中掉落。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足之處，本申請實施例的目的在于提供一種機器人雙臂協調運動控制方法、裝置和電子設備，可避免機器人的位置跟蹤誤差而導致兩個機械臂對被搬運物體的作用力過大或不足。

第一方面，本申請實施例提供一種機器人雙臂協調運動控制方法，應用于雙臂機器人，所述雙臂機器人包括主臂和從臂，所述從臂的末端工具設置有六維力傳感器，所述六維力傳感器用于測量所述從臂末端工具的三個軸向力和三個軸向的力矩；包括步驟：

A1.獲取所述主臂和從臂的運動學模型；

A2.獲取所述主臂和從臂的坐標轉換矩陣；

A3.獲取所述主臂的運動軌跡；

A4.根據所述主臂和從臂的運動學模型、主臂和從臂的坐標轉換矩陣以及從臂與主臂的運動約束關系，由所述主臂的運動軌跡計算所述從臂的運動軌跡；

A5.獲取所述六維力傳感器測得的接觸力數據；

A6.根據所述從臂的末端位置和所述接觸力數據計算被搬運物體的剛度；

A7.根據所述剛度和BP神經網絡預測模型，獲取自適應力控制參數；

A8.在控制所述從臂沿所述從臂的運動軌跡運動時，根據預設的期望接觸力、測得的接觸力數據和所述自適應力控制參數，采用基于位置的自適應力控制方法來修正從臂的實際運動軌跡。

所述的機器人雙臂協調運動控制方法中，步驟A3包括：

獲取待搬運物體的位置信息、尺寸信息和姿態信息；

獲取目的地位置信息；

根據所述待搬運物體的位置信息、尺寸信息和姿態信息和目的地位置信息，規劃所述主臂的運動軌跡。

所述的機器人雙臂協調運動控制方法中，步驟A4中，根據以下公式計算由所述主臂的運動軌跡計算所述從臂的運動軌跡：