[發明專利]一種移動作業機械臂末端施力控制方法及系統

在審

• 申請號: 202210631340.9
• 申請日: 2022-06-06
• 公開（公告）號: CN114800527A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 宋銳;于浩川;王艷紅;劉義祥;付天宇;鄭玉坤
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 閆偉姣

1.一種移動作業機械臂末端施力控制方法，其特征在于，包括：

將移動作業機械臂的總期望運動分解為移動底盤期望運動和機械臂期望運動；

獲取機械臂的構型，從預存的運動參數庫中獲取與所述構型對應的運動參數和工作空間；

若機械臂期望運動超出運動參數或工作空間，則將總期望運動轉移到移動底盤上，完成控制機械臂末端執行器期望運動的第一控制目標；

在完成械臂末端執行器期望運動的第一控制目標前提下，先通過笛卡爾空間控制調整機械臂末端執行器的位置，再通過零空間控制機械臂的方向，完成控制機械臂末端執行器期望施力能力的第二控制目標。

2.如權利要求1所述的一種移動作業機械臂末端施力控制方法，其特征在于，通過加權矩陣將移動作業機械臂的總期望運動進行分解；移動作業機械臂的總期望運動為移動機械臂系統速度，包括機械臂關節速度和移動底盤笛卡爾速度。

3.如權利要求1所述的一種移動作業機械臂末端施力控制方法，其特征在于，械臂末端執行器期望運動的第一控制目標為期望的械臂末端執行器的速度。

4.如權利要求1所述的一種移動作業機械臂末端施力控制方法，其特征在于，當期望的工作空間或期望速度要求超過機械臂的限制時，啟動移動底盤。

5.如權利要求4所述的一種移動作業機械臂末端施力控制方法，其特征在于，當機械臂在允許的速度范圍內時，不將運動傳遞給移動底盤，當機械臂超過速度極限時，將分解部分的機械臂期望運動軌跡傳遞給移動底盤，移動底盤獨自承擔期望運動要求。

6.如權利要求1所述的一種移動作業機械臂末端施力控制方法，其特征在于，獲取與所述構型對應的運動參數和工作空間后，在笛卡爾空間和零空間中增強機械臂的方向可操作性；增強機械臂的方向可操作性時，最大化機械臂與奇異點的距離，機械臂使用最小的關節速度生成期望的機械臂末端執行器速度；

獲取機械臂的構型為增強方向可操作性后的構型。

7.如權利要求6所述的一種移動作業機械臂末端施力控制方法，其特征在于，當最小奇異值小于設定的閾值時，加權偽逆方法轉化為阻尼最小二乘方法。

8.一種移動作業機械臂末端施力控制系統，其特征在于，包括：

期望分解模塊，被配置為：將移動作業機械臂的總期望運動分解為移動底盤期望運動和機械臂期望運動；

工作空間確定模塊，被配置為：獲取機械臂的構型，從預存的運動參數庫中獲取與所述構型對應的運動參數和工作空間；

第一控制目標控制模塊，被配置為：若機械臂期望運動超出運動參數或工作空間，則將總期望運動轉移到移動底盤上，完成控制機械臂末端執行器期望運動的第一控制目標；

第二控制目標控制模塊，被配置為：在完成械臂末端執行器期望運動的第一控制目標前提下，先通過笛卡爾空間控制調整機械臂末端執行器的位置，再通過零空間控制機械臂的方向，完成控制機械臂末端執行器期望施力能力的第二控制目標。

9.一種電子設備，其特征在于，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述程序時實現了如權利要求1-7任一項所述的移動作業機械臂末端施力控制方法中的步驟。

10.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執行時實現了如權利要求1-7任一項所述的移動作業機械臂末端施力控制方法中的步驟。