机械臂控制方法、装置、电子装置和存储介质制造方法及图纸

本申请涉及一种机械臂控制方法、装置、电子装置和存储介质，其中，该机械臂控制包括：获取参考关节转角；获取目标关节与关节臂的碰撞情况，基于碰撞情况得到第一权重参数；基于参考关节转角以及当前关节转角，得到第二权重参数；获取参考电机转角以及当前电机转角，并得到每个所述参考关节转角的第三权重参数；基于第一权重参数、第二权重参数以及第三权重参数，得到关节转角最优解，并控制所述目标关节的转动。通过引入电机转角最优化与关节碰撞最优化的判定条件，进行权重判定，以得到关节转角最优解，满足了机械传动产生的关节与电机转角的耦合关系，且能够使耦合传动的7自由度机械臂实现最优输出，控制效率更高。控制效率更高。控制效率更高。

【技术实现步骤摘要】
机械臂控制方法、装置、电子装置和存储介质


[0001]本申请涉及工业控制
，特别是涉及一种机械臂控制方法、装置、电子装置和存储介质。

技术介绍

[0002]目前国内外对于SRS构型的7自由度机械臂运动学算法研究较为成熟，普遍采用引入一个代表冗余自由度，将7自由度简化至S(代表了角度1/2/3的参数)、E(代表了角度4与臂角φ的参数)、W(代表了角度5/6/7的参数)三点的空间坐标，通过几何法得到机械臂的逆运动学关节角度的封闭解。
[0003]核工业屏蔽室中常常充满辐射和酸雾，普通的电子设备无法在该环境中应用，故核工业机械臂的动力布局形式有别于传统的电机内置结构，其电机集成在安全区域，通过机械结构的耦合，将动力传递至各个关节。
[0004]传统的7自由度逆解算法一方面无法满足机械传动产生的关节与电机转角的耦合关系，另一方面，其逆解最优化的方法较为简单，不能使耦合传动的7自由度机械臂实现最优输出。
[0005]针对相关技术中存在传统逆解算法无法满足机械传动产生的关节与电机转角的耦合关系，且不能使耦合传动的7自由度机械臂实现最优输出的技术问题，目前还没有提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0006]在本实施例中提供了一种机械臂控制方法、装置、电子装置和存储介质，以解决相关技术中传统逆解算法无法满足机械传动产生的关节与电机转角的耦合关系，且不能使耦合传动的7自由度机械臂实现最优输出的问题。
[0007]第一个方面，在本实施例中提供了一种机械臂控制方法，包括：
[0008]获取主从机械臂中从手的目标关节的多个参考关节转角，所述从手的各关节均采用齿轮联动耦合；
[0009]基于每个所述参考关节转角判断预设时间内所述目标关节与关节臂的碰撞情况，基于所述碰撞情况得到每个所述参考关节转角的第一权重参数；
[0010]基于每个所述参考关节转角以及所述目标关节的当前关节转角，得到每个所述参考关节转角的第二权重参数；
[0011]获取每个所述参考关节转角对应的参考电机转角以及所述目标关节的当前电机转角，并基于所述参考电机转角以及当前电机转角，得到每个所述参考关节转角的第三权重参数；
[0012]基于多个所述参考关节转角的第一权重参数、第二权重参数以及第三权重参数，得到关节转角最优解，并基于所述关节转角最优解控制所述目标关节的转动。
[0013]在其中的一些实施例中，所述基于所述参考关节转角判断预设时间内各关节的碰
撞情况包括：
[0014]基于所述参考关节转角得到关节运动角度以及关节运动距离；
[0015]基于所述关节运动角度以及关节运动距离判断预设时间内目标关节与关节臂的碰撞情况。
[0016]在其中的一些实施例中，所述基于每个所述参考关节转角判断预设时间内所述目标关节与关节臂的碰撞情况包括：
[0017]基于每个所述参考关节转角，建立所述目标关节与关节臂的距离随时间变化的距离函数；
[0018]基于所述距离函数判断所述目标关节与关节臂在预设时间内是否会发生碰撞。
[0019]在其中的一些实施例中，所述基于所述碰撞情况得到每个所述参考关节转角的第一权重参数包括：
[0020]若所述目标关节与关节臂在预设时间内会发生碰撞，则对应的所述参考关节转角的第一权重参数为0；
[0021]若所述目标关节与关节臂在预设时间内不会发生碰撞，则对应的所述参考关节转角的第一权重参数为1。
[0022]在其中的一些实施例中，所述基于每个所述参考关节转角以及所述目标关节的当前关节转角，得到每个所述参考关节转角的第二权重参数包括：
[0023]基于每个所述参考关节转角相对所述当前关节转角的转动角度，确定所述第二权重参数。
[0024]在其中的一些实施例中，所述获取每个所述参考关节转角对应的参考电机转角包括：
[0025]获取所述目标关节与对应的电机之间的传动比，根据所述传动比和多个所述参考关节转角确定每个所述参考关节转角对应的参考电机转角。
[0026]在其中的一些实施例中，所述基于所述参考电机转角以及当前电机转角，得到每个所述参考关节转角的第三权重参数包括：
[0027]基于每个所述参考电机转角相对所述当前电机转角的转动角度，确定所述第二权重参数。
[0028]第二个方面，在本实施例中提供了一种机械臂控制装置，包括：
[0029]转角获取模块，用于获取主从机械臂中从手的目标关节的多个参考关节转角，所述从手的各关节均采用齿轮联动耦合；
[0030]第一参数获取模块，用于基于每个所述参考关节转角判断预设时间内所述目标关节与关节臂的碰撞情况，基于所述碰撞情况得到每个所述参考关节转角的第一权重参数；
[0031]第二参数获取模块，用于基于每个所述参考关节转角以及所述目标关节的当前关节转角，得到每个所述参考关节转角的第二权重参数；
[0032]第三参数获取模块，用于获取每个所述参考关节转角对应的参考电机转角以及所述目标关节的当前电机转角，并基于所述参考电机转角以及当前电机转角，得到每个所述参考关节转角的第三权重参数；
[0033]控制模块，用于基于多个所述参考关节转角的第一权重参数、第二权重参数以及第三权重参数，得到关节转角最优解，并基于所述关节转角最优解控制所述目标关节的转
动。
[0034]第三个方面，在本实施例中提供了一种电子装置，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上述第一个方面所述的机械臂控制方法。
[0035]第四个方面，在本实施例中提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述第一个方面所述的机械臂控制方法。
[0036]与相关技术相比，在本实施例中提供的机械臂控制方法、装置、电子装置和存储介质，通过获取主从机械臂中从手的目标关节的多个参考关节转角，所述从手的各关节均采用齿轮联动耦合；基于每个所述参考关节转角判断预设时间内所述目标关节与关节臂的碰撞情况，基于所述碰撞情况得到每个所述参考关节转角的第一权重参数；基于每个所述参考关节转角以及所述目标关节的当前关节转角，得到每个所述参考关节转角的第二权重参数；获取每个所述参考关节转角对应的参考电机转角以及所述目标关节的当前电机转角，并基于所述参考电机转角以及当前电机转角，得到每个所述参考关节转角的第三权重参数；基于多个所述参考关节转角的第一权重参数、第二权重参数以及第三权重参数，得到关节转角最优解，并基于所述关节转角最优解控制所述目标关节的转动，引入电机转角最优化与关节碰撞最优化的判定条件，进行权重判定，以得到关节转角最优解，满足了机械传动产生的关节与电机转角的耦合关系，且能够使耦合传动的7自由度机械臂实现最优输出，控制效率更高。
[0037]本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机械臂控制方法，其特征在于，包括：获取主从机械臂中从手的目标关节的多个参考关节转角，所述从手的各关节均采用齿轮联动耦合；基于每个所述参考关节转角判断预设时间内所述目标关节与关节臂的碰撞情况，基于所述碰撞情况得到每个所述参考关节转角的第一权重参数；基于每个所述参考关节转角以及所述目标关节的当前关节转角，得到每个所述参考关节转角的第二权重参数；获取每个所述参考关节转角对应的参考电机转角以及所述目标关节的当前电机转角，并基于所述参考电机转角以及当前电机转角，得到每个所述参考关节转角的第三权重参数；基于多个所述参考关节转角的第一权重参数、第二权重参数以及第三权重参数，得到关节转角最优解，并基于所述关节转角最优解控制所述目标关节的转动。2.根据权利要求1所述的机械臂控制方法，其特征在于，所述基于所述参考关节转角判断预设时间内各关节的碰撞情况包括：基于所述参考关节转角得到关节运动角度以及关节运动距离；基于所述关节运动角度以及关节运动距离判断预设时间内目标关节与关节臂的碰撞情况。3.根据权利要求1所述的机械臂控制方法，其特征在于，所述基于每个所述参考关节转角判断预设时间内所述目标关节与关节臂的碰撞情况包括：基于每个所述参考关节转角，建立所述目标关节与关节臂的距离随时间变化的距离函数；基于所述距离函数判断所述目标关节与关节臂在预设时间内是否会发生碰撞。4.根据权利要求1所述的机械臂控制方法，其特征在于，所述基于所述碰撞情况得到每个所述参考关节转角的第一权重参数包括：若所述目标关节与关节臂在预设时间内会发生碰撞，则对应的所述参考关节转角的第一权重参数为0；若所述目标关节与关节臂在预设时间内不会发生碰撞，则对应的所述参考关节转角的第一权重参数为1。5.根据权利要求1所述的机械臂控制方法，其特征在于，所述基于每个所述参考关节转角以及所述目标关节的当前关节转角，得到每个所述参考关节转角的第二权重参...

【专利技术属性】
技术研发人员：金杰峰，金丁灿，徐君，夏清豪，
申请(专利权)人：杭州景业智能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：