[發明專利]一種多臂系統及其臂間防撞控制方法

在審

• 申請號: 202210287293.0
• 申請日: 2022-03-23
• 公開（公告）號: CN114536342A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 聞嘉鼎
• 申請（專利權）人: 寧波睿達醫療器械有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J9/00
• 代理公司: 成都七星天知識產權代理有限公司 51253
• 代理人: 朱璟

1.一種多臂系統臂間防撞控制方法，其特征在于，所述多臂系統包括基座和至少兩個機械臂，所述至少兩個機械臂分別與所述基座活動連接；每個機械臂包括至少兩個連桿，所述至少兩個連桿依次活動連接；所述多臂系統臂間防撞控制方法包括：

獲取所述至少兩個機械臂中第一機械臂和第二機械臂的系統結構參數；

獲取所述第一機械臂和所述第二機械臂的期望關節數據；

基于所述系統結構參數以及所述期望關節數據，分別生成所述第一機械臂和所述第二機械臂的層次有向包圍盒；

基于所述層次有向包圍盒，判斷所述第一機械臂和所述第二機械臂是否將發生臂間碰撞；

響應于所述第一機械臂和所述第二機械臂將發生臂間碰撞，執行防撞響應操作。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述獲取所述至少兩個機械臂中第一機械臂和第二機械臂的系統結構參數之前，所述方法還包括：

根據所述多臂系統的結構以及所述連桿的剛性特性，預先設置每個機械臂的系統結構參數；

所述系統結構參數包括：多臂系統的全局坐標系、各連桿的連桿坐標系、連桿上選取的臂包圍點，以及各連桿的多層有向包圍盒。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述層次有向包圍盒包括：臂局部有向包圍盒、連桿整體有向包圍盒以及連桿局部有向包圍盒；其中，

所述臂局部有向包圍盒為能夠完整包圍機械臂的至少兩個連桿且體積最小的包圍盒；

所述連桿整體有向包圍盒為能夠完整包圍單個連桿且體積最小的包圍盒；以及，

所述連桿局部有向包圍盒為能夠包圍連桿的一部分的包圍盒，其中，每個連桿包括數量不超過數量閾值的多個連桿局部有向包圍盒，所述多個連桿局部有向包圍盒的組合能夠完整包圍單個連桿且總體積最小。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取所述第一機械臂和所述第二機械臂的期望關節數據包括：

獲取所述多臂系統的遙控信號；

基于所述遙控信號獲取所述第一機械臂和所述第二機械臂的期望關節數據。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：

當所述第一機械臂和/或所述第二機械臂的期望關節數據更新時，基于更新后的所述期望關節數據，更新所述第一機械臂和/或所述第二機械臂的層次有向包圍盒；并基于更新后的所述層次有向包圍盒，重新判斷所述第一機械臂和所述第二機械臂是否將發生臂間碰撞。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述系統結構參數以及所述期望關節數據，分別生成所述第一機械臂和所述第二機械臂的層次有向包圍盒包括：

獲取所述多臂系統的歷史操作數據；

基于所述歷史操作數據，確定所述第一機械臂和/或所述第二機械臂中碰撞概率超過概率閾值的易碰撞連桿或所述易碰撞連桿的易碰撞部位；

基于所述系統結構參數以及所述易碰撞連桿或所述易碰撞連桿的易碰撞部位的期望關節數據，生成所述易碰撞連桿的連桿整體有向包圍盒或所述易碰撞部位的連桿局部有向包圍盒；

將所述易碰撞連桿的連桿整體有向包圍盒或所述易碰撞部位的連桿局部有向包圍盒作為所述第一機械臂和/或所述第二機械臂的層次有向包圍盒。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述層次有向包圍盒，判斷所述第一機械臂和所述第二機械臂是否將發生臂間碰撞包括：

根據有向包圍盒的體積，由大到小逐層檢測所述第一機械臂和所述第二機械臂的各層有向包圍盒是否將發生碰撞；

若存在一層有向包圍盒不會發生碰撞，則判斷所述第一機械臂和所述第二機械臂不會發生碰撞；

若各層有向包圍盒均將發生碰撞，則判斷所述第一機械臂和所述第二機械臂將發生碰撞。