[發明專利]機械臂控制方法、裝置、電子裝置和存儲介質

有效

• 申請號: 202111193526.2
• 申請日: 2021-10-13
• 公開（公告）號: CN113997282B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 金杰峰;金丁燦;徐君;夏清豪
• 申請（專利權）人: 杭州景業智能科技股份有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 杭州華進聯浙知識產權代理有限公司 33250
• 代理人: 周長梅

本申請涉及一種機械臂控制方法、裝置、電子裝置和存儲介質，其中，該機械臂控制包括：獲取參考關節轉角；獲取目標關節與關節臂的碰撞情況，基于碰撞情況得到第一權重參數；基于參考關節轉角以及當前關節轉角，得到第二權重參數；獲取參考電機轉角以及當前電機轉角，并得到每個所述參考關節轉角的第三權重參數；基于第一權重參數、第二權重參數以及第三權重參數，得到關節轉角最優解，并控制所述目標關節的轉動。通過引入電機轉角最優化與關節碰撞最優化的判定條件，進行權重判定，以得到關節轉角最優解，滿足了機械傳動產生的關節與電機轉角的耦合關系，且能夠使耦合傳動的7自由度機械臂實現最優輸出，控制效率更高。

技術領域

本申請涉及工業控制技術領域，特別是涉及一種機械臂控制方法、裝置、電子裝置和存儲介質。

背景技術

目前國內外對于SRS構型的7自由度機械臂運動學算法研究較為成熟，普遍采用引入一個代表冗余自由度，將7自由度簡化至S(代表了角度1/2/3的參數)、E(代表了角度4與臂角φ的參數)、W(代表了角度5/6/7的參數)三點的空間坐標，通過幾何法得到機械臂的逆運動學關節角度的封閉解。

核工業屏蔽室中常常充滿輻射和酸霧，普通的電子設備無法在該環境中應用，故核工業機械臂的動力布局形式有別于傳統的電機內置結構，其電機集成在安全區域，通過機械結構的耦合，將動力傳遞至各個關節。

傳統的7自由度逆解算法一方面無法滿足機械傳動產生的關節與電機轉角的耦合關系，另一方面，其逆解最優化的方法較為簡單，不能使耦合傳動的7自由度機械臂實現最優輸出。

針對相關技術中存在傳統逆解算法無法滿足機械傳動產生的關節與電機轉角的耦合關系，且不能使耦合傳動的7自由度機械臂實現最優輸出的技術問題，目前還沒有提出有效的解決方案。

發明內容

在本實施例中提供了一種機械臂控制方法、裝置、電子裝置和存儲介質，以解決相關技術中傳統逆解算法無法滿足機械傳動產生的關節與電機轉角的耦合關系，且不能使耦合傳動的7自由度機械臂實現最優輸出的問題。

第一個方面，在本實施例中提供了一種機械臂控制方法，包括：

獲取主從機械臂中從手的目標關節的多個參考關節轉角，所述從手的各關節均采用齒輪聯動耦合；

基于每個所述參考關節轉角判斷預設時間內所述目標關節與關節臂的碰撞情況，基于所述碰撞情況得到每個所述參考關節轉角的第一權重參數；

基于每個所述參考關節轉角以及所述目標關節的當前關節轉角，得到每個所述參考關節轉角的第二權重參數；

獲取每個所述參考關節轉角對應的參考電機轉角以及所述目標關節的當前電機轉角，并基于所述參考電機轉角以及當前電機轉角，得到每個所述參考關節轉角的第三權重參數；

基于多個所述參考關節轉角的第一權重參數、第二權重參數以及第三權重參數，得到關節轉角最優解，并基于所述關節轉角最優解控制所述目標關節的轉動。

在其中的一些實施例中，所述基于所述參考關節轉角判斷預設時間內各關節的碰撞情況包括：

基于所述參考關節轉角得到關節運動角度以及關節運動距離；

基于所述關節運動角度以及關節運動距離判斷預設時間內目標關節與關節臂的碰撞情況。

在其中的一些實施例中，所述基于每個所述參考關節轉角判斷預設時間內所述目標關節與關節臂的碰撞情況包括：

基于每個所述參考關節轉角，建立所述目標關節與關節臂的距離隨時間變化的距離函數；

基于所述距離函數判斷所述目標關節與關節臂在預設時間內是否會發生碰撞。

在其中的一些實施例中，所述基于所述碰撞情況得到每個所述參考關節轉角的第一權重參數包括：