机器人及其控制方法、装置和计算机可读存储介质制造方法及图纸

本申请属于机器人领域，提出了一种机器人及其控制方法、装置和计算机可读存储介质。该方法包括：获取所述机器人的惯量矩阵和松弛变量，根据所述惯量矩阵和所述松弛变量确定所述机器人的动量方程；获取所述机器人的参考动作对应的参考关节角度；根据预先设定的所述松弛变量的第一权重系数和所述参考关节角度的第二权重系数确定所述动量方程的优化目标函数；根据所述优化目标函数确定所述机器人的关节角度，根据所述机器人的关节角度驱动机器人运动。本申请能够根据参考动作和松弛变量调整机器人的关节角度，通过动量方程和优化松弛变量保证机器人稳定性和可靠性的前提下，可通过权重系数提高机器人控制的灵活性。重系数提高机器人控制的灵活性。重系数提高机器人控制的灵活性。

【技术实现步骤摘要】
机器人及其控制方法、装置和计算机可读存储介质


[0001]本申请属于机器人领域，尤其涉及机器人及其控制方法、装置和计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]机器人的机械臂的自由度冗余是指机器人可以通过各种不同的机械臂姿态，使机械臂的末端到达同一个位置，即机器人的机械臂拥有多余的自由度。通过设定机器人的机械臂具有自由度冗余，可以使得机器人通过不同的位姿来完成工作任务，或者在多个冗余的自由度中寻找最优的位姿来执行任务，从而使得机器人能够更好的完成任务。
[0003]在确定了机器人的任务后，可以根据机器人的动量方程，对机器人的惯性矩阵进行转换来确定机器人的各个关节的角度。当工作人员设定了任务的参考路径后，机器人不能有效的根据所设定的参考路径，结合机器人自身情况进行调整，不利于提高机器人执行任务的灵活性。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请实施例提供了一种机器人及其控制方法、装置和计算机可读存储介质，以解决现有技术中在工作人员设定了任务的参数路径后，机器人不能有效的根据所设定的参考路径，结合机器人自身情况进行调整，不利于提高机器人执行任务的灵活性的问题。
[0005]本申请实施例的第一方面提供了一种机器人的控制方法，所述方法包括：
[0006]获取所述机器人的惯量矩阵和松弛变量，根据所述惯量矩阵和所述松弛变量确定所述机器人的动量方程；
[0007]获取所述机器人的参考动作对应的参考关节角度；
[0008]根据预先设定的所述松弛变量的第一权重系数和所述参考关节角度的第二权重系数确定所述动量方程的优化目标函数；
[0009]根据所述优化目标函数确定所述机器人的关节角度，根据所述机器人的关节角度驱动机器人运动。
[0010]结合第一方面，在第一方面的第一种可能实现方式中，根据所述惯量矩阵和所述松弛变量确定所述机器人的动量方程，包括：
[0011]根据所述惯量矩阵和所述松弛变量确定所述机器人的动量方程：
[0012][0013]其中，h为预先设定的机器人的动量，ω为机器人关节的松弛变量，A为机器人的惯量矩阵，为机器人的关节角速度。
[0014]结合第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第二种可能实现方式中，根据所述惯量矩阵和所述松弛变量确定所述机器人的动量方程还包括：
[0015]根据机器人所执行的动作，确定所述机器人的动量。
[0016]结合第一方面，在第一方面的第三种可能实现方式中，根据预先设定的所述松弛变量的第一权重系数和所述参考关节角度的第二权重系数确定所述动量方程的优化目标函数，包括：
[0017]根据预先设定的所述松弛变量的第一权重系数和所述参考关节角度的第二权重系数确定所述动量方程的优化目标函数
[0018][0019]其中，θ为输出的机器人的关节角度，且θ
min
≤θ≤θ
max
，θ
min
为机器人的关节的最小角度，θ
max
为机器人的关节的最大角度，ω为机器人关节的松弛变量，θ
r
为参考关节角度，λ1为第一权重系数，λ2为第二权重系数，且λ1和λ2均大于0，两者的和为定值。
[0020]结合第一方面，在第一方面的第四种可能实现方式中，根据所述优化目标函数确定所述机器人的关节角度，包括：
[0021]根据所述优化目标函数确定所述机器人的关节的角速度；
[0022]根据所述关节的角速度确定所述机器人的关节角度。
[0023]结合第一方面的第四种可能实现方式，在第一方面的第五种可能实现方式中，根据所述关节的角速度确定所述机器人的关节角度，包括：
[0024]根据公式：确定所述机器人的关节角度，其中，θ(k)为当前的关节角度，θ(k
‑
1)为上一时刻的关节角度，为当前时刻的关节角速度，T为当前时刻距离上一时刻的时长。
[0025]结合第一方面，在第一方面的第六种可能实现方式中，预先设定的所述松弛变量的第一权重系数和所述参考关节角度的第二权重系数，包括：
[0026]获取所述机器人的稳定性数据，根据所述机器人的稳定性数据调整所述第一权重系数和所述第二权重系数。
[0027]本申请实施例的第二方面提供了一种机器人的控制装置，所述装置包括：
[0028]动量方程确定单元，用于获取所述机器人的惯量矩阵和松弛变量，根据所述惯量矩阵和所述松弛变量确定所述机器人的动量方程；
[0029]参考关节角度获取单元，用于获取所述机器人的参考动作对应的参考关节角度；
[0030]优化目标函数确定单元，用于根据预先设定的所述松弛变量的第一权重系数和所述参考关节角度的第二权重系数确定所述动量方程的优化目标函数；
[0031]驱动单元，用于根据所述优化目标函数确定所述机器人的关节角度，根据所述机器人的关节角度驱动机器人运动。
[0032]本申请实施例的第三方面提供了机器人，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，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面任一项所述方法的步骤。
[0033]本申请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，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面任一项所述方法的步骤。
[0034]本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本申请通过机器人的惯量矩阵
和松弛变量确定机器人的动量方程，并根据机器人的参考动作对应的参考关节角度，结合松弛变量的第一权重系数和参考关节角度的第二权重系数确定优化目标函数来计算机器人的关节角度，从而能够根据参考动作和松弛变量调整机器人的关节角度，通过动量方程和优化松弛变量保证机器人稳定性和可靠性的前提下，可通过权重系数提高机器人控制的灵活性。
附图说明
[0035]为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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。
[0036]图1是本申请实施例提供的一种机器人示意图；
[0037]图2是本申请实施例提供的一种机器人的控制方法的实现流程示意图；
[0038]图3是本申请实施例提供的一种机器人的控制装置的示意图；
[0039]图4是本申请实施例提供的机器人的示意图。
具体实施方式
[0040]以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
[0041]为了说明本申请所述的技术方案本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人的控制方法，其特征在于，所述方法包括：获取所述机器人的惯量矩阵和松弛变量，根据所述惯量矩阵和所述松弛变量确定所述机器人的动量方程；获取所述机器人的参考动作对应的参考关节角度；根据预先设定的所述松弛变量的第一权重系数和所述参考关节角度的第二权重系数确定所述动量方程的优化目标函数；根据所述优化目标函数确定所述机器人的关节角度，根据所述机器人的关节角度驱动机器人运动。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述惯量矩阵和所述松弛变量确定所述机器人的动量方程，包括：根据所述惯量矩阵和所述松弛变量确定所述机器人的动量方程：其中，h为预先设定的机器人的动量，ω为机器人关节的松弛变量，A为机器人的惯量矩阵，为机器人的关节角速度。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述惯量矩阵和所述松弛变量确定所述机器人的动量方程还包括：根据机器人所执行的动作，确定所述机器人的动量。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据预先设定的所述松弛变量的第一权重系数和所述参考关节角度的第二权重系数确定所述动量方程的优化目标函数，包括：根据预先设定的所述松弛变量的第一权重系数和所述参考关节角度的第二权重系数确定所述动量方程的优化目标函数其中，θ为输出的机器人的关节角度，且θ
min
≤θ≤θ
max
，θ
min
为机器人的关节的最小角度，θ
max
为机器人的关节的最大角度，ω为机器人关节的松弛变量，θ
r
为参考关节角度，λ1为第一权重系数，λ2为第二权重系数，且λ1和λ2均大于0，两者的和为定值。5.根据权利要求1所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈春玉，葛利刚，刘益彰，周江琛，罗秋月，熊友军，
申请(专利权)人：深圳市优必选科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：