[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

本申請?zhí)峁┝藱C(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)，可在未使用力矩傳感器的條件下，為機(jī)器人的碰撞檢測處理提供關(guān)節(jié)處的力矩?cái)?shù)據(jù)，可避免配置力矩傳感器帶來的硬件成本以及構(gòu)造改動成本。本申請?zhí)峁┑囊环N機(jī)器人的控制方法，包括：當(dāng)受控的機(jī)器人處于工作狀態(tài)時(shí)，采集機(jī)器人的狀態(tài)數(shù)據(jù)；將狀態(tài)數(shù)據(jù)輸入預(yù)先為機(jī)器人訓(xùn)練好的動力學(xué)模型，得到機(jī)器人的關(guān)節(jié)電機(jī)的前饋力矩；提取關(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；在反饋力矩作為補(bǔ)償控制源的基礎(chǔ)上，根據(jù)前饋力矩生成控制力矩，并以控制力矩控制關(guān)節(jié)電機(jī)的工作。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及機(jī)器人控制領(lǐng)域，具體涉及機(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)。

背景技術(shù)

如今，機(jī)器人在自動化的工業(yè)生產(chǎn)中，扮演著重要的角色，通過機(jī)器人的大規(guī)模應(yīng)用，在穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量的情況下，極大的提高了生產(chǎn)效率。

而伴隨機(jī)器人技術(shù)的逐步更新，很多類型的機(jī)器人的體積也呈現(xiàn)出逐步精簡化的發(fā)展趨勢，尤其一些注重人機(jī)協(xié)作性能的機(jī)器人，在體積逐步精簡化的同時(shí)，用戶與機(jī)器人之間的距離也出現(xiàn)逐步縮短的趨勢，也因此，機(jī)器人在工作過程中，其碰撞檢測格外重要，良好的碰撞檢測技術(shù)，可使得機(jī)器人遇到碰撞事件時(shí)，科根據(jù)碰撞檢測結(jié)果進(jìn)行更好的反應(yīng)，不僅可減少機(jī)器人與其他機(jī)器人、設(shè)備造成碰撞時(shí)帶來的損失，更重要的是還可避免機(jī)器人對用戶帶來安全隱患。

而在現(xiàn)有的相關(guān)技術(shù)的研究過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在一些機(jī)器人碰撞檢測技術(shù)中，力矩感知作為機(jī)器人碰撞檢測過程中的重要一環(huán)，需要機(jī)器人在對應(yīng)關(guān)節(jié)處安裝單維力矩傳感器，以進(jìn)行關(guān)節(jié)力矩的測量，進(jìn)而根據(jù)關(guān)節(jié)力矩監(jiān)控實(shí)現(xiàn)碰撞檢測，在該背景下，機(jī)器人在關(guān)節(jié)的構(gòu)造上需要適配力矩傳感器，若機(jī)器人原先未在關(guān)節(jié)處安裝力矩傳感器，還需進(jìn)行關(guān)節(jié)構(gòu)造的改動，甚至可能還需對機(jī)器人的整體構(gòu)造進(jìn)行改動，而對于這類機(jī)器人適配力矩傳感器進(jìn)行的構(gòu)造改動，顯然，成本耗費(fèi)無疑是巨大的，這影響了機(jī)器人碰撞檢測技術(shù)的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┝藱C(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)，可在未使用力矩傳感器的條件下，為機(jī)器人的碰撞檢測處理提供關(guān)節(jié)處的力矩?cái)?shù)據(jù)，可避免配置力矩傳感器帶來的硬件成本以及構(gòu)造改動成本。

第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N機(jī)器人的控制方法，方法包括：

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

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

提取關(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；

在反饋力矩作為補(bǔ)償控制源的基礎(chǔ)上，根據(jù)前饋力矩生成控制力矩，并以控制力矩控制關(guān)節(jié)電機(jī)的工作。

結(jié)合本申請第一方面，在本申請第一方面第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，動力學(xué)模型具體為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，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。

結(jié)合本申請第一方面，在本申請第一方面第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，方法還包括：

將反饋力矩與反饋力矩突變閾值進(jìn)行比對，反饋力矩突變閾值為機(jī)器人的碰撞事件配置的反饋力矩的突變閾值；

若反饋力矩達(dá)到反饋力矩突變閾值，則確定發(fā)生機(jī)器人的碰撞事件，碰撞事件用于指示機(jī)器人發(fā)生碰撞。

結(jié)合本申請第一方面第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在本申請第一方面第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，反饋力矩突變閾值是跟隨機(jī)器人的動態(tài)運(yùn)動狀態(tài)設(shè)置的，反饋力矩突變閾值通過以下計(jì)算公式計(jì)算得到：