一种用于机器人的控制方法技术

本发明专利技术公开了一种用于机器人的控制方法，其中机器人包括至少一个臂，所述臂包括底部、关节、连杆和末端执行器。该方法包括对所述臂以关节和连杆为基本单位进行分解，以获得关节坐标系和连杆坐标系；对关节坐标系和连杆坐标系的每个计算所对应的广义速度；计算每个连杆所受到的广义力；根据所计算的每一根连杆所受到的广义力，从末端执行器向底部计算应该施加在每个关节上的广义力；计算出应该施加在每个关节上的力矩；通过所计算出的力矩来控制所述机器人。采用本发明专利技术的控制方法，能够有效降低实时控制中的计算量，达到实时控制的目的。

A control method for robot

The invention discloses a control method for a robot, wherein the robot comprises at least one arm, and the arm comprises a bottom, a joint, a connecting rod and an end effector. The method includes the decomposition of the arms to joint and the connecting rod as the basic unit, to obtain the joint coordinates and connecting rod coordinate system; generalized velocity of each joint coordinate system and connecting rod coordinate system is calculated corresponding to the generalized force calculation; each connecting rod is; according to the generalized force of each connecting rod are calculated by the by the end effector to the bottom, from the calculation should be applied in each joint of the generalized force; calculated should be applied at each joint torque; through the calculated torque to control the robot. The control method of the invention can effectively reduce the amount of calculation in real time control and achieve the purpose of real-time control.

【技术实现步骤摘要】
一种用于机器人的控制方法
本专利技术涉及一种用于机器人的控制方法，具体来说，涉及一种对多臂多关节空间机器人的控制方法。
技术介绍
随着航天技术的发展，空间机器人发挥作用的空间越来越大。但是，由于空间机器人的复杂性，基本上难以得到一个完整、精确的动力学模型；再加上现有的动力学模型的计算量随着自由度的增加爆炸式增长，对实时仿真和控制造成了极大的影响。因而，精准控制一直是机器人领域的难点。空间机器人动力学模型最常用的是Lagrange函数和newton-Euler法，但是即使对这两种模型加以改进，计算量依旧很大。另外，传统的空间机器人的控制方法包括PID控制、计算力矩控制方法、以及近年发展起来的鲁棒自适应控制方法、自适应神经网络控制方法等控制方法，这些控制方法各有相应的适用场合和优缺点。但是把多自由度考虑在内，如考虑一个超过30多个自由度的人形机器人，这里面的计算复杂度难以想象。需要一种控制方法能有效的解决上面的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于机器人的控制方法来解决上述问题，所述机器人包括至少一个臂，所述臂包括底部、连接到底部的至少一个关节连杆组合和连接到关节连杆组合的末端执行器；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于机器人的控制方法，所述机器人包括至少一个臂，所述臂包括底部、连接到底部的至少一个关节连杆组合和连接到关节连杆组合的末端执行器；其中至少一个关节连杆组合的每一个都包括一个关节和一个连杆；所述方法包括(1)对所述臂以关节和连杆为基本单位进行虚拟分解，获得至少一个关节坐标系和至少一个连杆坐标系；(2)对至少一个关节坐标系和至少一个连杆坐标系的每个计算所对应的广义速度；其中广义速度定义为线速度和角速度共同组成的向量；(3)计算每个连杆所受到的广义力；其中广义力定义为力和力矩共同组成的向量；(4)根据所计算的每一根连杆所受到的广义力，从所述末端执行器向所述底部，计算应该施加在每个关节上的广义力；...

【技术特征摘要】
1.一种用于机器人的控制方法，所述机器人包括至少一个臂，所述臂包括底部、连接到底部的至少一个关节连杆组合和连接到关节连杆组合的末端执行器；其中至少一个关节连杆组合的每一个都包括一个关节和一个连杆；所述方法包括(1)对所述臂以关节和连杆为基本单位进行虚拟分解，获得至少一个关节坐标系和至少一个连杆坐标系；(2)对至少一个关节坐标系和至少一个连杆坐标系的每个计算所对应的广义速度；其中广义速度定义为线速度和角速度共同组成的向量；(3)计算每个连杆所受到的广义力；其中广义力定义为力和力矩共同组成的向量；(4)根据所计算的每一根连杆所受到的广义力，从所述末端执行器向所述底部，计算应该施加在每个关节上的广义力；(5)基于所计算的应该施加在每个关节上的广义力，计算出应该施加在每个关节上的力矩；(6)通过所计算出的力矩来控制所述机器人。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，第i个关节相对于第i个连杆的坐标系用{Bi}表示，第i个连杆相对于第i+1个关节的坐标系用{Ti}表示；其中各个坐标系的广义速度V为其中i＝2,3,z＝[0,0,1]T∈R3，U表示力/力矩间的转换矩阵，li表示第i个连杆的长度；qi表示第i个关节的关节角。3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，第i个关节相对于第i个连杆的坐标系{Bi}的广义力表示为其中，i＝1时，表示在惯性系里表达的由关节1施加到连杆1的力向量，表示由在{B1}测量的由关节1施加到连杆1的力矩。4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，第i个关节相对于第i个连杆的坐标系{Bi}的动力学满足其中，5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，从所述末端执行器到所述基座，依次计算出施加在每个连杆的广义净力为其中，i＝1,2，并从而计算出施加在每个关节上的广义力大小为6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，对每个关节，应该施加在每个关节上的力矩满足其中<...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶彦博，王学谦，夏博，
申请(专利权)人：深圳华清精密科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44