[發(fā)明專利]機(jī)器人的控制方法、裝置、設(shè)備及計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110283625.3
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN113021340B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 武士達(dá);周艷紅;楊兆萬
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)鄂州工業(yè)技術(shù)研究院;華中科技大學(xué)
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J13/00;B25J13/08
• 代理公司: 北京眾達(dá)德權(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11570
• 代理人: 張曉冬

1.一種機(jī)器人的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

當(dāng)受控的機(jī)器人處于工作狀態(tài)時，采集所述機(jī)器人的狀態(tài)數(shù)據(jù)；

將所述狀態(tài)數(shù)據(jù)輸入預(yù)先為所述機(jī)器人訓(xùn)練好的動力學(xué)模型，得到所述機(jī)器人的關(guān)節(jié)電機(jī)的前饋力矩；

提取所述關(guān)節(jié)電機(jī)所處反饋回路設(shè)置的反饋控制器輸出的反饋力矩；

在所述反饋力矩作為補(bǔ)償控制源的基礎(chǔ)上，根據(jù)所述前饋力矩生成控制力矩，并以所述控制力矩控制所述關(guān)節(jié)電機(jī)的工作；所述動力學(xué)模型具體為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型是通過標(biāo)注有對應(yīng)前饋力矩的不同狀態(tài)數(shù)據(jù)訓(xùn)練得到的；

所述方法還包括：將所述反饋力矩與反饋力矩突變閾值進(jìn)行比對，所述反饋力矩突變閾值為所述機(jī)器人的碰撞事件配置的所述反饋力矩的突變閾值；若所述反饋力矩達(dá)到所述反饋力矩突變閾值，則確定發(fā)生所述機(jī)器人的碰撞事件，所述碰撞事件用于指示所述機(jī)器人發(fā)生碰撞；

所述反饋力矩突變閾值是跟隨所述機(jī)器人的動態(tài)運(yùn)動狀態(tài)設(shè)置的，所述反饋力矩突變閾值通過以下計(jì)算公式計(jì)算得到：

其中，i用于指示所述關(guān)節(jié)電機(jī)所屬關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)標(biāo)識，v_i用于指示運(yùn)行速度，a_i用于指示加速度，α_i用于指示第一增益，β_i用于指示第二增益，μ_i分別用于指示tanh函數(shù)在零值附近的突變速度以及形式，t_0,i用于指示所述關(guān)節(jié)的基礎(chǔ)偏置值；

所述確定發(fā)生所述機(jī)器人的碰撞事件之后，所述方法還包括：根據(jù)所述反饋力矩的力矩特征，確定所述碰撞事件的碰撞類型；根據(jù)所述碰撞類型，確定所述機(jī)器人對所述碰撞事件的安全響應(yīng)策略；執(zhí)行所述安全響應(yīng)策略；

所述根據(jù)所述反饋力矩的力矩特征，確定所述碰撞事件的碰撞類型，包括：

確定所述反饋力矩的維持時長t以及增長速率η；

若η大于等于η_v,r減去的差值、tt_v，確定剛性物體碰撞類型，η_v,r以及t_v分別為所述機(jī)器人在所述反饋力矩對應(yīng)當(dāng)前速度v下測得的剛性增長速度以及維持時長，為預(yù)設(shè)的增長速度負(fù)向偏置；

其中，若η大于等于η_v,r加上的和，確定碰撞物體與所述機(jī)器人相向運(yùn)動；若η小于η_v,r減去的差值，確定所述碰撞物體與所述機(jī)器人同向運(yùn)動；若η小于η_v,r加上的和，且η大于等于η_v,r減去的差值，確定所述碰撞物體為靜止碰撞物體，以及分別為預(yù)設(shè)的剛性增長速度正向增益以及剛性增長速度負(fù)向增益；

若η小于η_v,f加上的和，確定柔性物體碰撞類型，η_v,f為所述機(jī)器人在所述反饋力矩對應(yīng)當(dāng)前速度v下測得的柔性增長速度，為預(yù)設(shè)的增長速度正向偏置；

其中，若η大于等于η_v,f加上的和，確定所述碰撞物體與所述機(jī)器人相向運(yùn)行；若η小于η_v,f減去的差值，確定所述碰撞物體與所述機(jī)器人同向運(yùn)動；若η小于η_v,f加上的和，且η大于η_v,f減去的差值，確定所述碰撞物體為靜止碰撞物體，以及分別為預(yù)設(shè)的柔性增長速度正向增益以及柔性增長速度負(fù)向增益；

若未確定所述剛性物體碰撞類型，也未確定所述柔性物體碰撞類型，則確定試探性物體碰撞類型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述碰撞類型，確定所述機(jī)器人對所述碰撞事件的安全響應(yīng)策略，包括：

若所述碰撞類型為同向運(yùn)動，則確定比例縮減運(yùn)動趨勢的安全響應(yīng)策略；

若所述碰撞類型為相向運(yùn)動且為所述剛性物體碰撞類型，則確定回退N幀運(yùn)行軌跡或者返回指定安全位姿的安全響應(yīng)策略；

若所述碰撞類型為相向運(yùn)動且為所述柔性物體碰撞類型，則確定零力控制或者柔順控制的安全響應(yīng)策略；

若所述碰撞類型為所述靜止碰撞物體且為所述剛性物體碰撞類型，則確定所述回退N幀運(yùn)行軌跡或者返回指定安全位姿的安全響應(yīng)策略；

若所述碰撞類型為所述靜止碰撞物體且為所述柔性物體碰撞類型且處于人機(jī)協(xié)作環(huán)境，則確定所述零力控制或者柔順控制的安全響應(yīng)策略；

若所述碰撞類型為所述靜止碰撞物體且為所述柔性物體碰撞類型且未處于人機(jī)協(xié)作環(huán)境，則確定所述回退N幀運(yùn)行軌跡或者返回指定安全位姿的安全響應(yīng)策略。