[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（公告）號(hào): CN115502976A
• 公開（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

本公開提供了基于機(jī)械臂的柔順控制方法、裝置、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，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。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及自動(dòng)化控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及基于機(jī)械臂的柔順控制方法、裝置、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

機(jī)械臂可以有效的代替人工進(jìn)行重復(fù)、繁重、高強(qiáng)度以及高危險(xiǎn)的作業(yè)，同時(shí)，自動(dòng)化作業(yè)系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)控制，具有更高和更一致的品控(產(chǎn)品的品質(zhì)控制)。因此在3C電子、汽車等智能制造產(chǎn)業(yè)具有極大的應(yīng)用潛力和價(jià)值。其中，3C電子產(chǎn)品即計(jì)算機(jī)(Computer)、通訊(Communication)和消費(fèi)電子產(chǎn)品(ConsumerElectronic)三類電子產(chǎn)品的簡(jiǎn)稱。

傳統(tǒng)自動(dòng)化作業(yè)場(chǎng)景通常利用視覺、編碼器等傳感器引導(dǎo)機(jī)械臂進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)的剛性運(yùn)動(dòng)作業(yè)，但隨著作業(yè)場(chǎng)景的多樣化和復(fù)雜化，需要尋求一種更加高效、準(zhǔn)確且低成本的控制方案。

發(fā)明內(nèi)容

本公開提供了基于機(jī)械臂的柔順控制方法、裝置、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，以至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的以上技術(shù)問題。

根據(jù)本公開的第一方面，提供了一種基于機(jī)械臂的柔順控制方法，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。

在一可實(shí)施方式中，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)。

在一可實(shí)施方式中，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)。

在一可實(shí)施方式中，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。

在一可實(shí)施方式中，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渡階段為第三運(yùn)動(dòng)階段。

在一可實(shí)施方式中，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。