[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

本公開提供了一種對機械臂的碰撞處理方法、控制柜、以及機械臂系統，其中，所述機械臂包括連桿、以及連接所述連桿的關節；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。

技術領域

本公開涉及機器人技術領域，具體而言，涉及一種對機械臂的碰撞處理方法、控制柜、機械臂系統、對機械臂的碰撞處理裝置、計算機設備及存儲介質。

背景技術

機械臂在實際使用的過程中，由于機械臂上的連桿具有相互連接的關系，因此在連桿的移動過程中，可能會發生機械臂中連桿的碰撞；同時，在多個機械臂協同工作的情況下，也可能發生不同機械臂之間的碰撞。在碰撞發生后，根據連桿之間的接觸剛度不同，會在較短的一段時間后，碰撞力達到極值。由于碰撞力變化至極值的時間過短，當前的碰撞處理方式很難對產生的碰撞做出有效的反應處理，導致安全性較差。

發明內容

本公開實施例至少提供一種對機械臂的碰撞處理方法、控制柜、機械臂系統、對機械臂的碰撞處理裝置、計算機設備及存儲介質。

第一方面，本公開實施例提供了一種對機械臂的碰撞處理方法，所述機械臂包括連桿、以及連接所述連桿的關節；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。

一種可選的實施方式中，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。

一種可選的實施方式中，所述碰撞處理方法還包括：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。

一種可選的實施方式中，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。

一種可選的實施方式中，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。

一種可選的實施方式中，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。

一種可選的實施方式中，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。

第二方面，本公開實施例還提供一種控制柜，所述控制柜被配置為執行第一方面或第一方面中任一種可能的實施方式中的步驟，用于在操控機械臂的過程中進行碰撞處理。