[發(fā)明專利]機(jī)械臂、機(jī)械臂控制方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111154320.9
• 申請(qǐng)日: 2021-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN113664869A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李浩;鄭建林;孫贊鵬;聞嘉鼎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波睿達(dá)醫(yī)療器械有限公司
• 主分類號(hào): B25J18/00
• 分類號(hào): B25J18/00;B25J9/16;B25J13/00
• 代理公司: 成都七星天知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51253
• 代理人: 張倩

1.一種機(jī)械臂控制方法，其特征在于，所述機(jī)械臂包括關(guān)節(jié)和與所述關(guān)節(jié)通信連接的力矩控制器、速度偏差控制器和擾動(dòng)補(bǔ)償器，所述關(guān)節(jié)包括電機(jī)端和與所述電機(jī)端驅(qū)動(dòng)連接的負(fù)載端；所述機(jī)械臂控制方法包括：

確定所述力矩控制器輸出的第一控制電流；

確定所述速度偏差控制器輸出的第二控制電流；

確定所述擾動(dòng)補(bǔ)償器輸出的第三控制電流；

基于所述第一控制電流、所述第二控制電流以及所述第三控制電流，確定所述電機(jī)端的輸入電流。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械臂控制方法，其特征在于，通過u_out＝a*u_τ-b*u_v-c*u_s+m_out得出所述電機(jī)端的輸入電流u_out；其中，u_τ為所述第一控制電流，u_v為所述第二控制電流，u_s為所述第三控制電流，m_out為電流偏置量，a、b、c為常數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械臂控制方法，其特征在于，所述確定所述力矩控制器輸出的第一控制電流包括：

確定所述負(fù)載端的實(shí)際力矩值；

獲取輸入至所述力矩控制器的期望力矩值；

基于所述負(fù)載端的所述實(shí)際力矩值和輸入至所述力矩控制器的所述期望力矩值，確定所述第一控制電流。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)械臂控制方法，其特征在于，通過u_τ＝K_i*∫(τ_cmd-τ_a)dt-K_p*τ_a+m_τ得出所述第一控制電流u_τ；其中，K_i為所述力矩控制器的積分項(xiàng)系數(shù)，K_p為所述力矩控制器的比例項(xiàng)系數(shù)，τ_a為所述負(fù)載端的實(shí)際力矩值，τ_cmd為輸入至所述力矩控制器的所述期望力矩值，m_τ為常數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)械臂控制方法，其特征在于，所述機(jī)械臂還包括設(shè)置在所述負(fù)載端的力矩傳感器；所述確定所述負(fù)載端的實(shí)際力矩值包括：

獲取所述力矩傳感器的電壓信號(hào)；

基于所述電壓信號(hào)，確定所述實(shí)際力矩值。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)械臂控制方法，其特征在于，所述機(jī)械臂還包括第一濾波器；所述基于所述電壓信號(hào)，確定所述實(shí)際力矩值包括：

通過所述第一濾波器基于設(shè)定的第一預(yù)設(shè)頻率范圍對(duì)所述電壓信號(hào)進(jìn)行過濾；

基于已過濾的所述電壓信號(hào)確定所述實(shí)際力矩值。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的機(jī)械臂控制方法，其特征在于，所述基于已過濾的所述電壓信號(hào)確定所述實(shí)際力矩值包括：

將已過濾的所述電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為力矩值；

確定所述力矩傳感器的零點(diǎn)漂移量、重力補(bǔ)償量以及靈敏度；

基于所述力矩傳感器的所述零點(diǎn)漂移量、所述重力補(bǔ)償量、所述靈敏度以及所述力矩值，確定所述實(shí)際力矩值。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的機(jī)械臂控制方法，其特征在于，通過τ_a＝(U-Z₀)*s^-1-G+m_a得出所述實(shí)際力矩值τ_a；其中，U為已過濾的所述電壓信號(hào)，Z₀為所述力矩傳感器的零點(diǎn)漂移量，s^-1為所述力矩傳感器的靈敏度s的倒數(shù)，G為所述力矩傳感器的重力補(bǔ)償量，m_a為常數(shù)。

9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)械臂控制方法，其特征在于，所述確定所述力矩控制器的期望力矩值包括：

基于期望力矩確定模型確定所述力矩控制器的所述期望力矩值，所述期望力矩確定模型為機(jī)器學(xué)習(xí)模型。