一种机械臂的柔性避障方法、系统及终端设备技术方案

本发明专利技术适用于机械臂的控制技术领域，提供了一种机械臂的柔性避障方法、系统及终端设备，其中，方法包括：检测所述关节的信息；判断所述机械臂运动状态是否发生突变；所述机械臂的运动状态发生突变时，判断所述突变的大小是否超过对应的突变阈值；所述突变大小超过对应的突变阈值时，根据所述突变大小，控制所述机械臂进行智能避障；其中，所述智能避障包括：降低关节刚度和/或改变所述机械臂原有运动状态。本发明专利技术可以有效避免机械臂直接与障碍物发生机械碰撞，保护机械臂的完好性，降低机械臂的故障率。 1

Flexible obstacle avoidance method, system and terminal device for robot arm

The invention is suitable for the control technical field of the manipulator, providing a flexible obstacle avoidance method, system and terminal equipment for a mechanical arm, in which the method includes: detecting the information of the articulation, judging whether the motion state of the manipulator is abrupt, and when the motion state of the manipulator is abrupt, the mutation is judged. Whether the size exceeds the corresponding mutation threshold; when the magnitude of the mutation exceeds the corresponding mutation threshold, the mechanical arm is controlled intelligent obstacle avoidance according to the magnitude of the mutation, in which the intelligent obstacle avoidance includes: reducing the joint stiffness and / or changing the original motion state of the manipulator. The invention can effectively avoid mechanical collision between the mechanical arm and the obstacle directly, protect the integrity of the mechanical arm, and reduce the failure rate of the manipulator. One

【技术实现步骤摘要】
一种机械臂的柔性避障方法、系统及终端设备
本专利技术属于机械臂
，尤其涉及一种机械臂的柔性避障方法、系统及终端设备。
技术介绍
随着科技的进步，各种智能机械手臂、工业机器人等机械结构在工业领域得到广泛应用，极大的提高了工业生产的作业效率，且节约了人工成本。然而，现有的机械臂在作业过程中，容易与其他物体直接发生机械碰撞，严重时，可导致机械臂严重变形或损坏，从而无法继续进行作业，降低了工业生产的作业效率且增加了机械臂的维护成本。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种机械臂的柔性避障方法、系统及终端设备，以解决现有技术中机械臂在作业过程中，容易与其他物体直接发生机械碰撞，严重时，可导致机械臂严重变形或损坏，从而无法继续进行作业，降低了工业生产的作业效率且增加了机械臂的维护成本的问题。本专利技术实施例的第一方面提供了一种机械臂的柔性避障方法，包括：检测所述关节的信息；判断所述机械臂运动状态是否发生突变；所述机械臂的运动状态发生突变时，判断所述突变的大小是否超过对应的突变阈值；所述突变大小超过对应的突变阈值时，根据所述突变大小，控制所述机械臂进行智能避障；其中，所述智能避障包括：降低关节刚度和/或改变所述机械臂原有运动状态。本专利技术实施例的第二方面提供了一种机械臂的柔性避障系统，包括：检测模块，用于检测所述关节的信息；第一判断模块，用于判断所述机械臂运动状态是否发生突变；第二判断模块，用于所述机械臂的运动状态发生突变时，判断所述突变的大小是否超过对应的突变阈值；控制模块，用于所述突变大小超过对应的突变阈值时，根据所述突变大小，控制所述机械臂进行智能避障；其中，所述智能避障包括：降低关节刚度和/或改变所述机械臂原有运动状态。本专利技术实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述方法的步骤。本专利技术实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述方法的步骤。本专利技术通过检测关节的信息，判断机械臂运动状态是否发生突变，若机械臂的运动状态发生突变，且突变大小超过对应的突变阈值，则根据突变大小，控制机械臂进行智能避障，可以有效避免机械臂直接与障碍物发生机械碰撞，保护机械臂的完好性，降低机械臂的故障率，进而有效提高机械臂的作业效率并降低机械臂的维护成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例一提供的机械臂的柔性避障方法的流程示意图；图2是本专利技术实施例二提供的机械臂的柔性避障方法的流程示意图；图3是本专利技术实施例三提供的机械臂的柔性避障方法的流程示意图；图4是本专利技术实施例四提供的机械臂的柔性避障方法的流程示意图；图5是本专利技术实施例五提供的机械臂的柔性避障系统的结构示意图；图6是本专利技术实施例六提供的机械臂的柔性避障系统的结构示意图；图7是本专利技术实施例七提供的机械臂的柔性避障系统的结构示意图；图8是本专利技术实施例八提供的机械臂的柔性避障系统的结构示意图；图9是本专利技术实施例九提供的终端设备的结构示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。为了说明本专利技术所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。实施例一如图1所示，本实施例提供一种机械臂的柔性避障方法，所述机械臂包括若干关节；其中，所述关节的数量由所述机械臂的具体构造分类或工作性质分类而定。该方法可以应用于机器人、机械臂等终端设备。本实施例所提供的机械臂的柔性避障方法包括：S101、检测所述关节的信息。S102、判断所述机械臂运动状态是否发生突变。在具体应用中，所述机械臂的运动状态发生突变是指当前机械臂所检测到的到的转矩大小、电流信号强度或压力大小在短时间内突然增大或者突然减小的情况。S103、所述机械臂的运动状态发生突变时，判断所述突变的大小是否超过对应的突变阈值。S104、所述突变大小超过对应的突变阈值时，根据所述突变大小，控制所述机械臂进行智能避障；其中，所述智能避障包括：降低关节刚度和/或改变所述机械臂原有运动状态。在具体应用中，控制所述机械臂降低关节刚度，使机械臂处于柔性化状态，并减小输出力矩，能有效减小机械臂直接与障碍物发生机械碰撞造成的损伤。在一个实施例中，步骤S104，包括：控制所述机械臂的检测到突变的当前关节及该关节两端连接臂沿远离障碍物的方向运行；控制未检测到突变的其他关节及连接臂保持当前运行状态。在具体应用中，多关节相互独立的机械臂在某关节检测到突变时，控制当前检测到突变的关节沿远离障碍物的方向运行，其他未检测到突变的关节保持当前运行状态，能够使得机械臂正常运行，且避免机械臂直接与障碍物发生机械碰撞，减小机械臂的损坏。在一个实施例中，所述方法还包括：累计所述突变大小超过所述对应的突变阈值的持续时间；所述持续时间大于第二时间时，控制所述机械臂停止运行。在具体应用中，如果机械臂检测到的突变的大小持续超过对应的突变阈值，则说明机械臂持续与障碍物接触，无法沿远离障碍物的方向运动，机械臂可能长时间受到外力伤害，为了保护机械臂不受损坏，需要控制机械臂停止运行，以减小损坏程度。第二时间的长度可以根据实际需要进行设置。本实施例通过检测关节的信息，判断机械臂运动状态是否发生突变，若机械臂的运动状态发生突变，且突变大小超过对应的突变阈值，则根据突变大小，控制机械臂进行智能避障，可以有效避免机械臂直接与障碍物发生机械碰撞，保护机械臂的完好性，降低机械臂的故障率，进而有效提高机械臂的作业效率并降低机械臂的维护成本。实施例二如图2所示，本实施例是对实施例一中的步骤S101的进一步细化。在本实施例中，步骤S101，包括：S1011、检测所述关节的转矩大小。在具体应用中，机械臂的转矩是指使机械元件转动的力矩称为转动力矩，简称转矩。机械元件在转矩作用下都会产生一定程度的扭转变形，故转矩有时又称为扭矩。转矩是各种工作机械传动轴的基本载荷形式，与动力机械的工作能力、能源消耗、效率、运转寿命及安全性能等因素紧密联系，转矩的测量对传动轴载荷的确定与控制、传动系统工作零件的强度设计以及原动机容量的选择等都具有重要的意义。此外，转矩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机械臂的柔性避障方法，其特征在于，所述机械臂包括若干关节，所述方法包

【技术特征摘要】
1.一种机械臂的柔性避障方法，其特征在于，所述机械臂包括若干关节，所述方法包括：检测所述关节的信息；判断所述机械臂运动状态是否发生突变；所述机械臂的运动状态发生突变时，判断所述突变的大小是否超过对应的突变阈值；所述突变大小超过对应的突变阈值时，根据所述突变大小，控制所述机械臂进行智能避障；其中，所述智能避障包括：降低关节刚度和/或改变所述机械臂原有运动状态。2.如权利要求1所述的机械臂的柔性避障方法，其特征在于，所述检测所述关节的信息，包括：检测所述关节的转矩大小；检测所述关节的电信号强度；检测所述关节的压力大小。3.如权利要求2所述的机械臂的柔性避障方法，其特征在于，所述判断所述突变的大小是否超过对应的突变阈值具体为：判断所述转矩大小的增量、电信号强度的变量和压力大小的增量是否超过对应的转矩增量阈值、信号强度变量阈值和压力增量阈值。4.如权利要求3所述的机械臂的柔性避障方法，其特征在于，所述判断所述机械臂运功状态是否发生突变，包括：检测到所述关节的转矩增大时，判断所述转矩的增量是否在第一时间内超过转矩增量阈值；所述转矩增量在所述第一时间内超过转矩增量阈值时，判定所述机械臂运动状态发生突变。5.如权利要求3所述的机械臂的柔性避障方法，其特征在于，判断所述机械臂运动状态是否发生突变，还包括：检测到所述关节的电信号强度增大或减小时，判断所述电信号强度大小的变量是否在第一时间内超过信号强度变量阈值；所述变量在所述第一时间内超过信号强度变量阈值时，判定所述机械臂运动状态发生突变。6.如权利要求3所述的机械臂的柔性避障方法，其特征在于，判断所述机械臂运动状态是否发生突变，还包括：检测到所述关节的压力大小增大时，判断所述压力大小的增量是否在第一时间内超过压力增量阈值；所述压力增量在第一时间内超过压力增量阈值时，判定所...

【专利技术属性】
技术研发人员：解俊杰，郎需林，刘培超，刘主福，
申请(专利权)人：深圳市越疆科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44