机械臂关节方法、系统、计算机及可读存储介质技术方案

本发明专利技术提供了一种机械臂关节控制方法、系统、计算机及可读存储介质，该方法包括：在ROS系统中基于实际机械臂创建仿真虚拟机械臂模型，所述仿真虚拟机械臂模型包括一个或多个虚拟关节；将虚拟仿真机械臂模型的轨迹点关节信息下发至控制模块，以驱动实际机械臂的关节电机转动；采集关节电机生成的转动参数并反馈至控制模块，以形成闭环控制驱动实际机械臂运动。本方法能够基于创建的虚拟仿真机械臂模型同步控制实际机械臂，实现机械臂的闭环控制，并在使用的过程中接受到实际机械臂反馈的参数信息，达到ROS算法控制虚拟机械臂模型运动，并驱动实际机械臂同步运动的目的。并驱动实际机械臂同步运动的目的。并驱动实际机械臂同步运动的目的。

【技术实现步骤摘要】
机械臂关节方法、系统、计算机及可读存储介质


[0001]本专利技术涉及数据处理
，特别涉及一种机械臂关节控制方法、系统、计算机及可读存储介质。

技术介绍

[0002]近年来机器人已经渗入到各行各业中，逐渐改变着人们的生产生活方式.虽然当前机器人技术已经很成熟，但由于机器人多连杆的结构、多自由度的空间以及复杂的作业环境使得机器人运动规划变得更加复杂在这种情况下，将机器人技术与计算机图形化虚拟控制及仿真平台结合起来，在机器人研究与应用中可以发挥巨大作用。
[0003]传统的机械臂控制平台都无法胜任复杂环境下机器人对控制软件的开发要求，按照评估机器人仿真平台的通常标准：逼真度、可扩展性、开发简易性和成本，ROS系统在众多的开发平台中脱颖而出，成为当下最为流行的开源机器人平台。
[0004]传统机械臂控制平台，不开源，无法进行二次开发，定制客户需要的机械臂，成本高昂；当机械臂关节实物结构发生变化后，不能一对一更改系统模型；而且现有机械臂控制器操控机械臂不直观，需要人员现场调整视角完成作业，效率低，安全性低。

技术实现思路

[0005]基于此，本专利技术的目的是提供一种机械臂关节控制方法、系统、计算机及可读存储介质，可以根据机器臂实物结构，随时更改系统模型。
[0006]本专利技术第一方面在于提出一种机械臂关节控制方法，所述方法包括：
[0007]在ROS系统中基于实际机械臂创建仿真虚拟机械臂模型，所述仿真虚拟机械臂模型包括一个或多个虚拟关节；
[0008]将所述仿真虚拟机械臂模型中与该一个或多个虚拟关节相关的轨迹点关节信息下发至控制模块，以驱动所述实际机械臂的一个或多个关节电机转动；
[0009]采集所述实际机械臂的一个或多个关节电机生成的转动参数并反馈至所述控制模块，以形成闭环控制驱动实际机械臂运动。
[0010]优选的，所述在ROS系统中基于实际机械臂创建仿真虚拟机械臂模型的步骤包括：
[0011]获取所述实际机械臂三维数据；
[0012]根据预设ROS算法以及三维数据创建所述仿真虚拟机械臂模型，所述预设ROS算法包括正运动学算法以及逆运动学算法。
[0013]优选的，所述将所述仿真虚拟机械臂模型的轨迹点关节信息下发至控制模块，以控制所述实际机械臂的关节电机转动的步骤包括：
[0014]通过MOVEIT单元将所述仿真虚拟机械臂模型的轨迹点关节信息下发至串口通讯单元；
[0015]通过所述串口通讯单元将所述轨迹点关节信息下发至STM32单元，控制所述实际机械臂的关节电机转动。
[0016]优选的，所述采集所述实际机械的各个所述关节电机生成的转动参数并反馈至所述控制模块，以形成闭环控制驱动实际机械臂运动的步骤包括：
[0017]通过编码器采集各个所述关节电机生成的转动参数；
[0018]将所述转动参数反馈至所述STM32单元，并通过所述STM32单元将所述转动参数转换成对应的关节状态信息；
[0019]通过所述STM32单元将所述关节状态信息传输至所述串口通讯单元，并使所述串口通讯单元将所述关节状态信息反馈至所述MOVEIT单元，以形成闭环控制。
[0020]优选的，根据预设ROS算法创建所述仿真虚拟机械臂模型，所述预设ROS算法的执行通过MOVEIT单元下发所述仿真虚拟机械臂模型的轨迹点关节信息，并接收实际机械臂的实物关节角度信息。
[0021]优选的，所述采集各个所述关节电机生成的转动参数并反馈至所述控制模块，以形成闭环控制的步骤之后，所述方法还包括：
[0022]将所述仿真虚拟机械臂模型对应的三维数据传输至RVIZ单元，并通过所述RVIZ单元的集成接口将所述三维数据进行可视化处理，以构建出所述仿真虚拟机械臂模型的多维度视角。
[0023]本专利技术的有益效果是：整个系统是开源的，可以根据机械臂关节参数变化，随时更改系统模型；通过系统配置使ROS仿真机械臂模型和实际机械臂电机关节一对一匹配，并可以接受算法控制；ROS系统算法执行通过MOVEIT下发关节信息并接收实物关节角度信息，并提供立体仿真环境，可以在RVIZ虚拟环境中展示各种视角，效率高，安全性高。
[0024]本专利技术第二方面在于提出一种机械臂关节控制系统，所述系统包括：创建模块，用于在ROS系统中基于实际机械臂创建仿真虚拟机械臂模型，所述仿真虚拟机械臂模型包括一个或多个虚拟关节；
[0025]传输模块，用于将所述仿真虚拟机械臂模型中与该一个或多个虚拟关节相关的轨迹点关节信息下发至控制模块，以驱动所述实际机械臂的一个或多个关节电机转动；
[0026]采集模块，用于采集所述实际机械臂的一个或多个关节电机生成的转动参数并反馈至所述控制模块，以形成闭环控制驱动实际机械臂运动。
[0027]其中，所述传输模块具体用于：
[0028]通过MOVEIT单元将所述仿真虚拟机械臂模型的轨迹点关节信息下发至串口通讯单元；
[0029]通过所述串口通讯单元将所述轨迹点关节信息下发至STM32单元，控制所述实际机械臂的关节电机转动。
[0030]本专利技术第三方面在于提出一种计算机，其包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上面所述的机械臂关节控制方法。
[0031]本专利技术第四方面在于提出一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上面所述的机械臂关节控制方法。
[0032]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
[0033]图1为本专利技术第一实施例提供的机械臂关节控制方法的流程图；
[0034]图2为本专利技术第二实施例提供的机械臂关节控制方法的流程图；
[0035]图3为本专利技术第二实施例提供的机械臂关节控制方法中的ROS系统的控制流程图；
[0036]图4为本专利技术第二实施例提供的机械臂关节控制方法中的MOVEIT单元的工作流程图；
[0037]图5为本专利技术第三实施例提供的机械臂关节控制系统的结构框图。
[0038]如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。
具体实施方式
[0039]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的若干实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。
[0040]需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0041]除非另有定义，本文所使用的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机械臂关节控制方法，其特征在于，所述方法包括：在ROS系统中基于实际机械臂创建仿真虚拟机械臂模型，所述仿真虚拟机械臂模型包括一个或多个虚拟关节；将所述仿真虚拟机械臂模型中与该一个或多个虚拟关节相关的轨迹点关节信息下发至控制模块，以驱动所述实际机械臂的一个或多个关节电机转动；采集所述实际机械臂的一个或多个关节电机生成的转动参数并反馈至所述控制模块，以形成闭环控制驱动实际机械臂运动。2.根据权利要求1所述的机械臂关节控制方法，其特征在于：所述在ROS系统中基于实际机械臂创建仿真虚拟机械臂模型的步骤包括：获取所述实际机械臂三维数据；根据预设ROS算法以及三维数据创建所述仿真虚拟机械臂模型，所述预设ROS算法包括正运动学算法以及逆运动学算法。3.根据权利要求1所述的机械臂关节控制方法，其特征在于：所述将所述仿真虚拟机械臂模型的轨迹点关节信息下发至控制模块，以控制所述实际机械臂的关节电机转动的步骤包括：通过MOVEIT单元将所述仿真虚拟机械臂模型的轨迹点关节信息下发至串口通讯单元；通过所述串口通讯单元将所述轨迹点关节信息下发至STM32单元，控制所述实际机械臂的关节电机转动。4.根据权利要求3所述的机械臂关节控制方法，其特征在于：所述采集所述实际机械的各个所述关节电机生成的转动参数并反馈至所述控制模块，以形成闭环控制驱动实际机械臂运动的步骤包括：通过编码器采集各个所述关节电机生成的转动参数；将所述转动参数反馈至所述STM32单元，并通过所述STM32单元将所述转动参数转换成对应的关节状态信息；通过所述STM32单元将所述关节状态信息传输至所述串口通讯单元，并使所述串口通讯单元将所述关节状态信息反馈至所述MOVEIT单元，以形成闭环控制。5.根据权利要求1所述的机械臂关节控制方法，其特征在于：根据预设...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂志华，曹燕杰，薛蕙蓉，
申请(专利权)人：江西省智能产业技术创新研究院，
类型：发明
国别省市：