一种双机械臂协同运动控制方法及系统技术方案

技术编号:33120112 阅读:69 留言:0更新日期:2022-04-17 00:17
本发明专利技术涉及机器人应用技术领域,具体涉及一种双机械臂协同运动控制方法及系统,双机械臂包括主机械臂和从机械臂,其方法包括:标定主机械臂基坐标系和从机械臂基坐标系;建立主机械臂和从机械臂间的位姿约束关系和速度约束关系;构建自适应阻抗控制器并约束其稳定性;生成主臂参考运动轨迹并利用自适应阻抗控制器进行跟踪误差修正,再转换为关节空间下的主臂运动轨迹;将修正后的主臂参考运动轨迹转换为从臂参考运动轨迹,再转换为关节空间下的从臂运动轨迹;控制主机械臂按照主臂运动轨迹移动以及控制从机械臂按照从臂运动轨迹移动,使得双机械臂夹取的物品到达目标位置。本发明专利技术通过引入自适应阻抗控制器提高对双机械臂协同运动的控制性能。同运动的控制性能。同运动的控制性能。

【技术实现步骤摘要】
一种双机械臂协同运动控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及机器人应用
,具体是涉及一种双机械臂协同运动控制方法及系统。

技术介绍

[0002]双机械臂相对于单机械臂而言具有搬运大负载、灵巧敏捷、适应复杂环境的优势,然而在双机械臂的协作过程中,需要采用两个独立的控制器来进行运动控制,彼此之间的协调性能变差,并且为了提高双机械臂的搬运效果,对双机械臂的协同控制将更加复杂、困难。目前已有学者提出对双机械臂实施主从控制思想,即在主从机械臂之间满足一定约束关系时,对主机械臂采用基于位置的控制方式,对从机械臂通过力传感器感知主机械臂的运动趋势来实现跟随主机械臂运动的目的,这也就要求从机械臂需要具备快速的力跟随响应能力以避免出现系统不稳定,然而在实际应用时,力传感器和位置控制器很难做到高速响应,因此当前的主从控制策略只适用于低速场合。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种双机械臂协同运动控制方法及系统,以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题,至少提供一种有益的选择或创造条件。
[0004]本专利技术实施例提供一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双机械臂协同运动控制方法,其特征在于,所述双机械臂包括主机械臂和从机械臂,所述方法包括:利用主机械臂自带的第一示教器对主机械臂基坐标系进行标定,再利用从机械臂自带的第二示教器对从机械臂基坐标系进行标定;建立主机械臂与从机械臂之间的位姿约束关系和速度约束关系;以减少位置误差和力跟踪误差为目标来构建自适应阻抗控制器,同时基于李雅普诺夫稳定性定理对所述自适应阻抗控制器的稳定性进行约束;生成主机械臂将物品从初始位置抓取至目标位置的主臂参考运动轨迹,利用所述自适应阻抗控制器对所述主臂参考运动轨迹进行跟踪误差修正,再基于逆运动学将修正后的主臂参考运动轨迹转换为在关节空间下的主臂运动轨迹;基于所述位姿约束关系对从机械臂进行位置控制,将所述修正后的主臂参考运动轨迹转换得到从臂参考运动轨迹,再基于逆运动学将所述从臂参考运动轨迹转换为在关节空间下的从臂运动轨迹;基于所述速度约束关系控制主机械臂按照所述主臂运动轨迹进行移动以及控制从机械臂按照所述从臂运动轨迹进行移动,使得物品到达所述目标位置。2.根据权利要求1所述的双机械臂协同运动控制方法,其特征在于,所述自适应阻抗控制器的数学模型为:其中,为加速度,为速度,为位置,为期望位置,为加速度误差,为速度误差,为位置误差,、和均为所述自适应阻抗控制器的数学模型的影响系数,为阻尼参数,为质量参数,为感知接触力变化的灵敏度,为环境刚度,为刚度系数,为力跟踪误差,为期望力,为环境位置,为辅助项。3.根据权利要求2所述的双机械臂协同运动控制方法,其特征在于,所述基于李雅普诺夫稳定性定理对所述自适应阻抗控制器的稳定性进行约束包括:基于李雅普诺夫稳定性定理,确定所述自适应阻抗控制器的稳定性测量函数为:计算对所述稳定性测量函数的微分结果为:
其中:根据所述自适应阻抗控制器保持稳定运行的条件为微分结果小于0,结合影响系数、和的表达式确定所述自适应阻抗控制器的控制率为:式中,为所述自适应阻抗控制器的稳定性系数,为所述自适应阻抗控制器与理想自适应阻抗控制器之间的模型误差矩阵,为时间,为转置符号,为非奇异正定矩阵,、和均为特征矩阵的参数,和均为理想自适应阻抗控制器的数学模型的影响系数,为影响系数的一阶导数,为影响系数的一阶导数,为影响系数的一阶导数,为正定对称矩阵,为假设的变化参数,、和均为假设的变换矩阵的参数,为理想位置误差,为理想速度误差,为辅助项的初始值,为初始力跟踪误差,为初始灵敏度,、和均为常数。4.根据权利要求1所述的双机械臂协同运动控制方法,其特征在于,所述利用主机械臂自带的第一示教器对主机械臂基坐标系进行标定,再利用从机械臂自带的第二示教器对从机械臂基坐标系进行标定包括:在主机械臂和从机械臂之间所形成的共...

【专利技术属性】
技术研发人员:张宁高萌孔德良司徒仕忠
申请(专利权)人:佛山冠湾智能科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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