[發明專利]對機械臂的碰撞處理方法、控制柜、以及機械臂系統

有效

• 申請號: 202111275647.1
• 申請日: 2021-10-29
• 公開（公告）號: CN113771047B
• 公開（公告）日: 2023-02-21
• 發明（設計）人: 魏洪興;孫欣然;劉剛
• 申請（專利權）人: 遨博（北京）智能科技有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J18/00;B25J19/00;B25J19/06
• 代理公司: 北京中知恒瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 11889
• 代理人: 尹禮

1.一種對機械臂的碰撞處理方法，其特征在于，所述機械臂包括連桿、以及連接所述連桿的至少一個關節；所述碰撞處理方法包括：

基于機械臂中的各關節分別對應的動力學模型，檢測所述機械臂是否發生碰撞；

響應于檢測到所述機械臂發生碰撞，基于所述各關節的動力學參數、以及所述各關節的復合阻抗控制模型，為所述各關節確定對應的阻抗控制電流；

向所述各關節施加所述阻抗控制電流；

所述響應于檢測到所述機械臂發生碰撞，基于所述各關節的動力學參數、以及所述各關節的復合阻抗控制模型，為所述各關節確定對應的阻抗控制電流，包括：利用預設的阻尼系數、剛度系數，確定所述各關節的關節阻抗模型；基于所述各關節的動力學模型、以及所述各關節的關節阻抗模型，為所述各關節確定對應的復合阻抗控制模型；基于所述各關節的動力學參數、以及所述各關節對應的復合阻抗控制模型，確定所述各關節的阻抗控制電流。

2.根據權利要求1所述的碰撞處理方法，其特征在于，所述基于機械臂中的各關節分別對應的動力學模型，檢測所述機械臂是否發生碰撞，包括：

獲取機械臂中所述各關節的動力學參數；

基于所述各關節的動力學參數、以及所述各關節的動力學模型，確定所述各關節的理論驅動電流；

以及獲取所述各關節的實際驅動電流；

響應于所述機械臂中的至少一個關節的理論驅動電流與所述實際驅動電流的差值大于預設的電流差閾值，確定所述機械臂發生碰撞。

3.根據權利要求1或2所述的碰撞處理方法，其特征在于，還包括：采用下述方式確定所述各關節的動力學模型：

確定所述各關節對應的聯合動力學模型；以及，

基于所述各關節的動力學參數，確定所述各關節對應的摩擦力模型；

基于所述關節對應的聯合動力學模型、以及所述各關節對應的摩擦力模型，確定所述各關節的動力學模型。

4.根據權利要求3所述的碰撞處理方法，其特征在于，所述確定所述各關節對應的聯合動力學模型，包括：

確定所述機械臂的動力學參數、以及所述機械臂上的負載對應的動力學參數；

基于所述機械臂的動力學參數，確定所述機械臂對應的整臂動力學模型；以及，

基于所述機械臂上的負載對應的動力學參數，確定所述機械臂對應的負載動力學模型；

基于所述整臂動力學模型、以及所述負載動力學模型，確定所述各關節對應的聯合動力學模型。

5.根據權利要求1所述的碰撞處理方法，其特征在于，在向所述各關節施加所述阻抗控制電流之后，所述碰撞處理方法還包括：

響應于機械臂末端的速度由碰撞時的當前速度變化至預設的反向速度，停止向所述各關節施加阻抗控制電流。

6.根據權利要求1所述的碰撞處理方法，其特征在于，在停止向所述各關節施加阻抗控制電流之后，所述碰撞處理方法還包括：控制所述機械臂進入整臂柔順控制模式。

7.一種控制柜，其特征在于，所述控制柜被配置為執行權利要求1-6任一項所述的碰撞處理方法，用于在操控機械臂的過程中進行碰撞處理。

8.一種機械臂系統，其特征在于，包括：機械臂以及如權利要求7所述的控制柜；所述機械臂包括：連桿、以及連接所述連桿的至少一個關節。