机械臂作业控制方法、控制设备及计算机可读存储介质技术

本发明专利技术公开了一种机械臂作业控制方法、控制设备及计算机可读存储介质，机械臂作业控制方法包括：获取初始关节位置信息、当前臂形信息；根据初始关节位置信息、当前臂形信息得到目标关节当前位姿信息；获取预设末端位姿信息，根据初始关节位置信息、预设末端位姿信息得到笛卡尔路径；根据笛卡尔路径得到预设末端子路径位置信息；根据预设末端子路径位置信息、末端当前位姿信息得到位姿误差信息；根据位姿误差信息进行梯度投影处理及冗余分解并获得关节增量信息；根据目标关节当前位姿信息、关节增量信息调节目标关节的位姿。上述机械臂作业控制方法根据关节增量信息对目标关节进行位置调节以使机械臂位姿为目标位姿。

【技术实现步骤摘要】
机械臂作业控制方法、控制设备及计算机可读存储介质
本专利技术涉及机器控制
，尤其是涉及一种机械臂作业控制方法、控制设备及计算机可读存储介质。
技术介绍
目前，在建筑装饰装修工程中，室内自主墙面抹灰环节的工作质量决定着房屋的实用性和美观性。自主化机器人通过工位设定及转换，以使自主化机器人代替人工进行繁复的墙面作业操作。然而，在相关技术中，自主化机器人的主部件为若干自由度串联机械臂，其操作灵活性上存在严重不足。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种机械臂作业控制方法，能够根据关节增量信息对目标关节进行位姿调节以使机械臂位姿为目标位姿。根据本专利技术的第一方面实施例的机械臂作业控制方法，所述机械臂设有初始关节和至少一个目标关节，所述机械臂的末端设有末端执行器，包括：获取初始关节位置信息、当前臂形信息；根据所述初始关节位置信息、所述当前臂形信息得到目标关节当前位姿信息；获取预设末端位姿信息，根据所述初始关节位置信息、所述预设末端位姿信息得到笛卡尔路径；根据所述笛卡尔路径得到预设末端子路径位置信息；根据所述预设末端子路径位置信息、所述末端当前位姿信息得到位姿误差信息；根据所述位姿误差信息进行梯度投影处理及冗余分解并获得关节增量信息；根据所述目标关节当前位姿信息、所述关节增量信息调节所述目标关节的位姿。根据本专利技术实施例的机械臂作业控制方法，至少具有如下有益效果：根据预设末端位姿信息、当前末端位姿信息得到位姿误差信息，并对位姿误差信息进行梯度投影及冗余分解以计算关节增量，根据关节增量信息对目标关节进行位置调节以使机械臂位姿为目标位姿。通过调节机械臂中目标关节的位姿以完成机械臂作业，并通过冗余分解以对机械臂的冗余度及位姿误差信息进行分解，从而提高机械臂作业过程中机械臂的灵活性。根据本专利技术的一些实施例，包括：根据所述预设末端位姿信息得到末端速度信息，根据所述目标关节当前位姿信息得到目标关节速度信息；根据所述末端速度信息、所述目标关节速度信息、雅克比矩阵得到目标关节速度信息通解；根据所述目标关节当前位姿信息、所述关节增量信息、所述目标关节速度信息通解调节所述目标关节的位姿。根据本专利技术的一些实施例，包括：预设权矩阵为单位矩阵，并根据所述雅克比矩阵的广逆矩阵、矢量信息、末端速度信息获取所述目标关节速度信息通解。根据本专利技术的一些实施例，所述梯度投影处理，还包括：根据自由向量、标量系数得到所述矢量信息；根据所述矢量信息调节所述目标关节的位姿；其中，所述自由向量为所述机械臂性能系数的梯度。根据本专利技术的一些实施例，根据所述梯度使所述性能系数为最小值，并根据所述机械臂的类型选择对应放大系数；根据所述放大系数、所述目标关节的可调节范围得到所述自由向量。根据本专利技术的一些实施例，还包括：所述笛卡尔路径进行离散化及轨迹插值处理以生成若干笛卡尔子路径；根据所述笛卡尔子路径的起点、终点的差值得到所述位姿误差信息；根据所述位姿误差信息得到所述关节增量信息；根据所述关节增量信息进行迭代得到相邻关节的关节增量信息。根据本专利技术的一些实施例，还包括：根据所述机械臂的阻抗特性，调节所述机械臂的末端接触力与末端位置的关系；根据所述机械臂的末端接触力与末端位置的关系得到第一目标阻抗模型；根据所述第一目标阻抗模型调节所述末端执行器的输出功率。根据本专利技术的一些实施例，还包括：根据目标末端接触力与实际接触力得到接触力偏差值；根据所述第一目标阻抗模型、所述接触力偏差值得到第二目标阻抗模型；根据所述第二目标阻抗模型调节所述末端执行器的输出功率。根据本专利技术的一些实施例，还包括：根据所述位姿误差信息、第二目标阻抗模型调节所述机械臂的末端接触力与末端位置；或根据所述接触力偏差值、第二目标阻抗模型调节所述机械臂的末端接触力与末端位置。根据本专利技术的一些实施例，还包括：所述末端执行器中设有末端电机；根据期望系统刚度、角度差值、期望系统阻尼、速度差值得到阻抗系统输出力矩；根据阻抗系统输出力矩、实际力矩得到力矩误差。根据本专利技术的第二方面实施例的机械臂控制设备，包括：至少一个处理器，以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器执行指令时实现上述任一实施例中的机械臂作业控制方法。根据本专利技术的第三方面实施例的一种计算机可读存储介质，其特征在于，计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于使计算机执行上述任一实施例的机械臂作业控制方法。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为本专利技术实施例机械臂作业控制方法的流程示意图；图2为本专利技术又一实施例机械臂作业控制方法的流程示意图；图3为本专利技术在一实施例机械臂作业控制方法的流程示意图；图4为本专利技术实施例输出装置阻抗控制流程示意图。具体实施方式在本专利技术的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。本专利技术的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属
技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本专利技术中的具体含义。参照图1，一种机械臂作业控制方法，机械臂设有初始关节和至少一个目标关节，机械臂的末端设有末端执行器，包括：S100、获取初始关节位置信息、当前臂形信息；S200、根据初始关节位置信息、当前臂形信息得到目标关节当前位姿信息；S300、获取预设末端位姿信息，根据初始关节位置信息、预设末端位姿信息得到笛卡尔路径；S400、根据笛卡尔路径得到预设末端子路径位置信息；S500、根据预设末端子路径位置信息、末端当前位姿信息得到位姿误差信息；S600、根据位姿误差信息进行梯度投影处理及冗余分解并获得关节增量信息；S700、根据目标关节当前位姿信息、关节增量信息调节目标关节的位姿。通过机械臂的当前臂形信息及初始关节位置信息，得到机械臂的目标关节当前位姿信息，以确定目标关节的当前位姿；根据笛卡尔路径及机械臂中的目标关节以获取预设末端子路径位置信息。此外，根据预设末端子路径位置信息、末端当前位姿信息得到位姿误差信息，进而对位姿误差信息进行梯度投影处理及冗余分解以得到关节增量信息，并根据关节增量信息调节目标关节的位姿。通过将目标关节的位姿调节为预设位姿，以对机械臂的臂形进行调节，从而调节末端执行器的执行位置。在一些实施例中，机械臂中设有多个关节，以构建六个自由度的串联机械臂，并在机械臂的末端设置涂抹装置或者喷涂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.机械臂作业控制方法，所述机械臂设有初始关节和至少一个目标关节，所述机械臂的末端设有末端执行器，其特征在于，包括：/n获取初始关节位置信息、当前臂形信息；/n根据所述初始关节位置信息、所述当前臂形信息得到目标关节当前位姿信息；/n获取预设末端位姿信息，根据所述初始关节位置信息、所述预设末端位姿信息得到笛卡尔路径；/n根据所述笛卡尔路径得到预设末端子路径位置信息；/n根据所述预设末端子路径位置信息、所述末端当前位姿信息得到位姿误差信息；/n根据所述位姿误差信息进行梯度投影处理及冗余分解并获得关节增量信息；/n根据所述目标关节当前位姿信息、所述关节增量信息调节所述目标关节的位姿。/n

【技术特征摘要】
1.机械臂作业控制方法，所述机械臂设有初始关节和至少一个目标关节，所述机械臂的末端设有末端执行器，其特征在于，包括：
获取初始关节位置信息、当前臂形信息；
根据所述初始关节位置信息、所述当前臂形信息得到目标关节当前位姿信息；
获取预设末端位姿信息，根据所述初始关节位置信息、所述预设末端位姿信息得到笛卡尔路径；
根据所述笛卡尔路径得到预设末端子路径位置信息；
根据所述预设末端子路径位置信息、所述末端当前位姿信息得到位姿误差信息；
根据所述位姿误差信息进行梯度投影处理及冗余分解并获得关节增量信息；
根据所述目标关节当前位姿信息、所述关节增量信息调节所述目标关节的位姿。


2.根据权利要求1所述的机械臂作业控制方法，其特征在于，还包括：
根据所述预设末端位姿信息得到末端速度信息，根据所述目标关节当前位姿信息得到目标关节速度信息；
根据所述末端速度信息、所述目标关节速度信息、雅克比矩阵得到目标关节速度信息通解；
根据所述目标关节当前位姿信息、所述关节增量信息、所述目标关节速度信息通解调节所述目标关节的位姿。


3.根据权利要求2所述的机械臂作业控制方法，其特征在于，包括：
预设权矩阵为单位矩阵，并根据所述雅克比矩阵的广逆矩阵、矢量信息、所述末端速度信息获取所述目标关节速度信息通解。


4.根据权利要求3所述的机械臂作业控制方法，其特征在于，还包括：
对所述笛卡尔路径进行离散化及轨迹插值处理以生成若干笛卡尔子路径并得到所述预设末端子路径位置信息；
根据所述预设末端子路径位置信息、所述末端当前位姿信息得到位姿误差信息；
根据所述位姿误差信息得到所述关节增量信息，并对所述关节增量信息进行迭代得到相邻关节的关节增量信息。


...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜欣，李康，陈大元，刘云辉，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳，
类型：发明
国别省市：广东;44