[發(fā)明專利]基于機(jī)械臂的柔順控制方法、裝置、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211266948.2
• 申請(qǐng)日: 2022-10-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115502976A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-12-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張學(xué)鋼;劉浩;嚴(yán)力;王駿榮;鐘權(quán)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 聯(lián)寶（合肥）電子科技有限公司
• 主分類號(hào): B25J9/16
• 分類號(hào): B25J9/16;B25J18/00
• 代理公司: 北京樂(lè)知新創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11734
• 代理人: 王睿

1.一種基于機(jī)械臂的柔順控制方法，其特征在于，所述方法包括：

確定機(jī)械臂單關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的參數(shù)，所述機(jī)械臂單關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的參數(shù)包括所述機(jī)械臂單關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的慣性系數(shù)和所述機(jī)械臂單關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的時(shí)間響應(yīng)參數(shù)；

基于所述機(jī)械臂單關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的參數(shù)，確定包括所述機(jī)械臂單關(guān)節(jié)的動(dòng)力學(xué)模型以及所述機(jī)械臂單關(guān)節(jié)所屬機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)模型在內(nèi)的至少兩個(gè)動(dòng)力學(xué)模型，各所述動(dòng)力學(xué)模型對(duì)應(yīng)于所述機(jī)械臂不同的運(yùn)動(dòng)階段；

基于所述動(dòng)力學(xué)模型控制所述機(jī)械臂。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定機(jī)械臂的單關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，包括：

獲取所述機(jī)械臂的多個(gè)控制信號(hào)；

基于所述多個(gè)控制信號(hào)控制所述機(jī)械臂進(jìn)行單關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，得到響應(yīng)于所述多個(gè)控制信號(hào)的多個(gè)響應(yīng)信號(hào)；

基于所述多個(gè)控制信號(hào)和所述多個(gè)響應(yīng)信號(hào)，確定所述機(jī)械臂的單關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)參數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述多個(gè)控制信號(hào)和所述多個(gè)響應(yīng)信號(hào)，確定所述機(jī)械臂的單關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，包括：

采用低階系統(tǒng)模擬所述機(jī)械臂單關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)特性；

分別將所述多個(gè)控制信號(hào)和所述多個(gè)響應(yīng)信號(hào)作為所述低階系統(tǒng)的輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù)，確定所述機(jī)械臂的單關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)參數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述機(jī)械臂單關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的參數(shù)，確定包括所述機(jī)械臂的單關(guān)節(jié)的動(dòng)力學(xué)模型以及所述機(jī)械臂單關(guān)節(jié)所屬機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)模型在內(nèi)的至少兩個(gè)動(dòng)力學(xué)模型，各所述動(dòng)力學(xué)模型對(duì)應(yīng)于所述機(jī)械臂不同的運(yùn)動(dòng)階段，包括：

基于所述機(jī)械臂單關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的參數(shù)確定所述機(jī)械臂單關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，得到所述機(jī)械臂單關(guān)節(jié)的動(dòng)力學(xué)模型；

確定多個(gè)參與運(yùn)動(dòng)的所述機(jī)械臂單關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)的乘積，為所述機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，得到所述機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)模型。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

確定從所述機(jī)械臂的初始位姿運(yùn)動(dòng)至所述機(jī)械臂的期望位姿的運(yùn)動(dòng)階段為第一運(yùn)動(dòng)階段，所述期望位姿與所述機(jī)械臂的作業(yè)位姿存在間隔距離；

確定從所述期望位姿運(yùn)動(dòng)至所述作業(yè)位姿的運(yùn)動(dòng)階段為第二運(yùn)動(dòng)階段；

確定所述第一階段和所述第二階段之間的過(guò)渡階段為第三運(yùn)動(dòng)階段。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述動(dòng)力學(xué)模型控制所述機(jī)械臂，包括：

在所述機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)過(guò)程屬于所述第一運(yùn)動(dòng)階段的情況下，基于運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)控制所述機(jī)械臂；

在所述機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)過(guò)程屬于所述第二運(yùn)動(dòng)階段的情況下，基于所述機(jī)械臂單關(guān)節(jié)的動(dòng)力學(xué)模型控制所述機(jī)械臂；

在所述機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)過(guò)程屬于所述第三運(yùn)動(dòng)階段的情況下，基于所述機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)模型控制所述機(jī)械臂。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述在所述機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)過(guò)程屬于所述第二運(yùn)動(dòng)階段的情況下，基于所述機(jī)械臂單關(guān)節(jié)的動(dòng)力學(xué)模型控制所述機(jī)械臂，包括：

基于所述機(jī)械臂單關(guān)節(jié)的動(dòng)力學(xué)模型規(guī)劃所述機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)路徑，得到所述第二運(yùn)動(dòng)階段的作業(yè)位姿；

利用所述作業(yè)位姿對(duì)所述機(jī)械臂進(jìn)行位姿控制和接觸力控制。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述在所述機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)過(guò)程屬于所述第三運(yùn)動(dòng)階段的情況下，基于所述機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)模型控制所述機(jī)械臂，包括：

基于所述機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)模型確定所述第三階段的位姿，利用所述第三階段的位姿對(duì)所述機(jī)械臂進(jìn)行位姿控制和接觸力控制。