[發(fā)明專(zhuān)利]基于阻抗模式修正機(jī)械臂控制器參數(shù)的方法、系統(tǒng)及應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210342804.4
• 申請(qǐng)日: 2022-04-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114770500A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝勝文;王珂
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 蘇州艾利特機(jī)器人有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B25J9/16
• 分類(lèi)號(hào): B25J9/16
• 代理公司: 蘇州禾潤(rùn)科晟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32525
• 代理人: 勾昌羽

本發(fā)明公開(kāi)一種基于阻抗模式修正機(jī)械臂控制器的方法、系統(tǒng)及應(yīng)用，包括：步驟S1、獲得阻抗控制參數(shù)；步驟S2、控制機(jī)械臂沿力控方向接觸環(huán)境對(duì)象，并計(jì)算所述力控方向的環(huán)境剛度；步驟S3、根據(jù)所述環(huán)境剛度，獲得力控參數(shù)；步驟S4、輸出所述力控參數(shù)給所述機(jī)械臂的控制器。本發(fā)明能夠解決機(jī)械臂在不同環(huán)境下的力控參數(shù)調(diào)節(jié)的問(wèn)題；通過(guò)計(jì)算得到環(huán)境的剛度系數(shù)，用于反映環(huán)境信息，從而得到對(duì)應(yīng)的力控參數(shù)對(duì)控制器進(jìn)行修正，提高機(jī)械臂和環(huán)境的交互能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)械臂的控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于阻抗模式修正機(jī)械臂控制器參數(shù)的方法、系統(tǒng)及應(yīng)用。

背景技術(shù)

經(jīng)典力控理論阻抗控制方法中，機(jī)械臂和環(huán)境間的動(dòng)態(tài)關(guān)系建立關(guān)系模型，通過(guò)控制機(jī)器人末端位移間接控制末端作用力，但是機(jī)械臂和環(huán)境的交互能力仍需進(jìn)一步提高，以使機(jī)械臂能隨時(shí)根據(jù)環(huán)境的變化對(duì)力控參數(shù)進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整，達(dá)到在任意環(huán)境下都能使用最優(yōu)力控參數(shù)反饋給控制器。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種基于阻抗模式修正機(jī)械臂控制器參數(shù)的方法、系統(tǒng)及應(yīng)用，能夠在不同環(huán)境下根據(jù)測(cè)量得到的環(huán)境剛度調(diào)節(jié)力控參數(shù)，從而提高機(jī)械臂和環(huán)境的實(shí)時(shí)交互能力。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于阻抗模式修正機(jī)械臂控制器參數(shù)的方法，其特征在于，包括：

步驟S1、獲得阻抗控制參數(shù)；

步驟S2、控制機(jī)械臂沿力控方向接觸環(huán)境對(duì)象，并計(jì)算所述力控方向的環(huán)境剛度；

步驟S3、根據(jù)所述環(huán)境剛度，獲得力控參數(shù)；

步驟S4、輸出所述力控參數(shù)給所述機(jī)械臂的控制器。

本發(fā)明提供的一種基于阻抗模式修正機(jī)械臂控制器參數(shù)的方法，步驟S1中，所述阻抗控制參數(shù)包括彈性系數(shù)、阻尼系數(shù)、質(zhì)量、虛擬摩擦力中的一個(gè)或多個(gè)。

本發(fā)明提供的一種基于阻抗模式修正機(jī)械臂控制器參數(shù)的方法，步驟S2中，所述計(jì)算所述力控方向的環(huán)境剛度，包括：

基于末端力矩傳感器或關(guān)節(jié)力矩傳感器，以及所述力控方向上的環(huán)境形變量，計(jì)算所述力控方向的環(huán)境剛度。

本發(fā)明提供的一種基于阻抗模式修正機(jī)械臂控制器參數(shù)的方法，步驟S2中，控制機(jī)械臂沿力控方向接觸環(huán)境對(duì)象，包括：

控制機(jī)械臂沿力控方向向環(huán)境對(duì)象移動(dòng)，當(dāng)機(jī)械臂的工具中心點(diǎn)與環(huán)境對(duì)象接觸并達(dá)到受力平衡時(shí)，獲得機(jī)械臂的末端傳感器數(shù)據(jù)和工具中心點(diǎn)的位置移動(dòng)數(shù)據(jù)；

基于所述末端傳感器數(shù)據(jù)和所述工具中心點(diǎn)的位置移動(dòng)數(shù)據(jù)，得到所述環(huán)境剛度。

本發(fā)明提供的一種基于阻抗模式修正機(jī)械臂控制器參數(shù)的方法，步驟S3中，根據(jù)環(huán)境剛度獲取力控參數(shù)，包括：

根據(jù)預(yù)設(shè)的環(huán)境剛度到力控參數(shù)的映射數(shù)據(jù)確定所述力控參數(shù)；和/或，

根據(jù)與環(huán)境剛度相關(guān)的線性模型擬合函數(shù)確定所述力控參數(shù)；和/或，

根據(jù)與環(huán)境剛度相關(guān)的非線性模型擬合函數(shù)確定所述力控參數(shù)；和/或，

根據(jù)與環(huán)境剛度相關(guān)的非線性模型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)確定力控參數(shù)。

本發(fā)明提供的一種基于阻抗模式修正機(jī)械臂控制器參數(shù)的方法，步驟S3中，還包括：通過(guò)所述線性模型擬合函數(shù)或所述非線性模型擬合函數(shù)對(duì)所述映射數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合確定所述力控參數(shù)。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還提供一種基于阻抗模式修正機(jī)械臂控制器的系統(tǒng)，其特征在于，包括：

阻抗控制模塊，用于獲得阻抗控制參數(shù)；

環(huán)境剛度模塊，用于控制機(jī)械臂沿力控方向接觸環(huán)境對(duì)象，并計(jì)算所述力控方向的環(huán)境剛度；