[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

本說明書實(shí)施例公開了一種機(jī)械臂控制方法，機(jī)械臂包括關(guān)節(jié)和與關(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，關(guān)節(jié)包括電機(jī)端和與電機(jī)端驅(qū)動(dòng)連接的負(fù)載端；機(jī)械臂控制方法包括：確定力矩控制器輸出的第一控制電流；確定速度偏差控制器輸出的第二控制電流；確定擾動(dòng)補(bǔ)償器輸出的第三控制電流；基于第一控制電流、第二控制電流以及第三控制電流，確定電機(jī)端的輸入電流。

技術(shù)領(lǐng)域

本說明書涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種機(jī)械臂、機(jī)械臂控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著自動(dòng)化設(shè)備的普及，機(jī)械臂廣泛的應(yīng)用于工業(yè)和醫(yī)療等領(lǐng)域。在一些情況下，為了更好實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，需要用戶手動(dòng)拖動(dòng)機(jī)械臂。

因此，有必要提供一種機(jī)械臂控制方法，使用戶在拖動(dòng)機(jī)械臂時(shí)，機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)更輕快、平穩(wěn)和順滑，提升機(jī)械臂的拖動(dòng)手感，提高用戶體驗(yàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本說明書實(shí)施例之一提供一種機(jī)械臂控制方法，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。

本說明書實(shí)施例之一提供一種機(jī)械臂控制系統(tǒng)，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)械臂控制系統(tǒng)包括：第一確定模塊，所述第一確定模塊用于確定所述力矩控制器輸出的第一控制電流；第二確定模塊，所述第二確定模塊用于確定所述速度偏差控制器輸出的第二控制電流；第三確定模塊，所述第三確定模塊用于確定所述擾動(dòng)補(bǔ)償器輸出的第三控制電流；第四確定模塊，所述第四確定模塊用于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。

本說明書實(shí)施例之一提供一種機(jī)械臂，所述機(jī)械臂包括關(guān)節(jié)，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；力矩控制器，所述力矩控制器與所述電機(jī)端和所述負(fù)載端通信連接，所述力矩控制器用于基于輸入的期望力矩值和所述負(fù)載端的實(shí)際力矩值確定第一控制電流，并將所述第一控制電流反饋到所述電機(jī)端；速度偏差控制器，所述速度偏差控制器與所述電機(jī)端和所述負(fù)載端通信連接，所述速度偏差控制器用于基于所述電機(jī)端的角速度和所述負(fù)載端的角速度確定第二控制電流，并將所述第二控制電流反饋到所述電機(jī)端；擾動(dòng)補(bǔ)償器，所述擾動(dòng)補(bǔ)償器與所述電機(jī)端和所述負(fù)載端通信連接，所述擾動(dòng)補(bǔ)償器用于基于所述電機(jī)端的角速度、所述負(fù)載端的實(shí)際力矩值以及當(dāng)前時(shí)刻所述電機(jī)端的輸入電流確定第三控制電流，并將所述第三控制電流反饋到所述電機(jī)端；所述電機(jī)端基于所述第一控制電流、所述第二控制電流和所述第三控制電流驅(qū)動(dòng)所述負(fù)載端運(yùn)動(dòng)。

附圖說明

本說明書將以示例性實(shí)施例的方式進(jìn)一步說明，這些示例性實(shí)施例將通過附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。這些實(shí)施例并非限制性的，在這些實(shí)施例中，相同的編號(hào)表示相同的結(jié)構(gòu)，其中：

圖1是根據(jù)本說明書一些實(shí)施例所示的機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景示意圖；

圖2是根據(jù)本說明書一些實(shí)施例所示的機(jī)械臂的簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是根據(jù)本說明書一些實(shí)施例所示的機(jī)械臂控制流程示意圖；

圖4是根據(jù)本說明書一些實(shí)施例所示的機(jī)械臂的工作原理示意圖；

圖5是根據(jù)本說明書一些實(shí)施例所示的力矩控制器的工作原理示意圖；

圖6是根據(jù)本說明書一些實(shí)施例所示的速度偏差控制器的工作原理示意圖；

圖7是根據(jù)本說明書一些實(shí)施例所示的擾動(dòng)補(bǔ)償器的工作原理示意圖；

圖8是根據(jù)本說明書一些實(shí)施例所示的機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的示例性模塊圖。