[發明專利]機械臂及其控制裝置、機械臂的控制系統和控制方法

在審

• 申請號: 202011604435.9
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112643678A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 葉根
• 申請（專利權）人: 北京配天技術有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 豆貝貝

本發明公開了一種機械臂及其控制裝置、機械臂的控制系統和控制方法，機械臂的控制方法包括：獲取在第一時刻下所述機械臂的末端相對于所述機械臂的基座的位姿矩陣T_we，以及在第二時刻下所述基座相對于在第一時刻下所述基座的位姿矩陣T_wb；根據公式T_be＝T_wb^?1T_we求出位姿矩陣T_be，所述位姿矩陣T_be具體為位置固定的所述末端相對于在第二時刻下所述基座的位姿矩陣；根據所述位姿矩陣T_be計算出所述機械臂的各個關節所需旋轉的角度，并根據所述角度控制所述關節旋轉。上述機械臂的控制方法，無論機械臂被放置于何種類型的浮動平臺，均可方便的實現機械臂的末端保持穩定。

技術領域

本發明涉及控制技術領域，特別涉及一種機械臂及其控制裝置、機械臂的控制系統和控制方法。

背景技術

目前，多自由度機械臂的應用領域愈加廣泛，針對機械臂的末端的位姿控制，同樣是當前較為重要的課題。

在現有技術中，為了確保機械臂的末端保持穩定，通常是將機械臂和用于固定機械臂的基座的浮動平臺作為整體進行運動規劃，例如；倘若機械臂的自由度為6，而浮動平臺的自由度為3，則將機械臂和浮動平臺這一整體作為具有9自由度的冗余機器人進行控制，也即通過運動學逆解計算得到每一個自由度的運動角度，進而控制機械臂的末端保持穩定。

然而如此一來，會導致機械臂和浮動平臺高度耦合，必須基于同一控制器進行控制，倘若機械臂被放置于其他的浮動平臺上時，還需重新進行計算，十分不便。

綜上可知，如何方便的實現對位于不同浮動平臺上的機械臂進行控制是本領域技術人員需要思考的技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種機械臂及其控制裝置、機械臂的控制系統和控制方法，無論機械臂被放置于何種類型的浮動平臺，均可方便的實現機械臂的末端保持穩定。

為實現上述目的，本發明提供一種機械臂的控制方法，包括：

獲取在第一時刻下所述機械臂的末端相對于所述機械臂的基座的位姿矩陣T_we，以及在第二時刻下所述基座相對于在第一時刻下所述基座的位姿矩陣T_wb；

根據公式T_be＝T_wb^-1T_we求出位姿矩陣T_be，所述位姿矩陣T_be具體為位置固定的所述末端相對于在第二時刻下所述基座的位姿矩陣；

根據所述位姿矩陣T_be計算出所述機械臂的各個關節所需旋轉的角度，并根據所述角度控制所述關節旋轉。

可選地，所述獲取在第一時刻下所述機械臂的末端相對于所述機械臂的基座的位姿矩陣T_we的步驟，包括：

獲取在第一時刻下所述機械臂的各個關節的初始旋轉角度；

根據所述初始旋轉角度計算得到所述機械臂的末端相對于所述機械臂的基座的位姿矩陣T_we。

可選地，所述獲取在第二時刻下所述基座相對于在第一時刻下所述基座的位姿矩陣T_wb的步驟，包括：

獲取在第二時刻下所述基座的角速度和線加速度；

根據所述角速度和所述線加速度計算得到在第二時刻下所述基座相對于在第一時刻下所述基座的位姿矩陣T_wb。

可選地，所述根據角度控制所述關節旋轉的步驟，包括：