机器人末端控制方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本申请提供一种机器人末端控制方法、装置、设备及存储介质，涉及机器人示教技术领域，该方法包括：对机器人的关节采集电流以及关节采集位置进行运算，获得末端受力向量；对末端受力向量进行映射转换，获得末端位置向量；根据末端受力向量以及末端位置向量对机器人末端的工作空间进行控制。基于关节电流的机器人末端工作空间拖拽，以及拖拽方向解耦，提升了机器人的人机交互体验；基于关节电流的机器人末端碰撞检测，提高了机器人的使用安全性，无需额外增加末端力传感器，降低了用户的使用成本。本。本。

【技术实现步骤摘要】
机器人末端控制方法、装置、设备及存储介质


[0001]本申请涉及机器人示教
，具体而言，涉及一种机器人末端控制方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]机器人末端工作空间(笛卡尔空间)拖拽或者碰撞，大部分是基于末端六维力传感器实现。对于工作空间拖拽，采用的是导纳控制方法，力传感器获取外力，利用导纳控制机器人末端的速度或位置。导纳控制无需机器人的动力学模型，避免了非线性因素的影响，便于在一般商业化的机器人上实现，但导纳控制精度仍依赖于底层位置的控制精度，不适用非导纳特性的环境。同时需要借助末端力传感器，传感器的成本比较高，相对于机器人，传感器也更容易损坏。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种机器人末端控制方法、装置、设备及存储介质，通过将关节空间的关节采集位置、关节采集电流，经机器人关节转矩动力学模型计算、映射转换至末端工作空间的参数向量，进而基于参数向量实现机器人末端拖拽或者碰撞的控制，无需额外增加末端力传感器，降低了用户的使用成本，从而解决了上述技术问题。
[0004]第一方面，本申请实施例提供一种机器人末端控制方法，所述方法包括：对机器人的关节采集电流以及关节采集位置进行运算，获得末端受力向量；对所述末端受力向量进行映射转换，获得末端位置向量；根据所述末端受力向量以及末端位置向量对所述机器人末端的工作空间进行控制。
[0005]在上述实现过程中，通过将关节空间机器人各个关节的关节采集位置、关节采集电流，经运算、映射转换至末端工作空间的末端受力向量以及末端位置向量等参数向量，进而基于参数向量实现机器人末端拖拽或者碰撞的控制，无需额外增加末端力传感器，降低了用户的使用成本，可有效提升拖拽示教速度以及对机器人的保护作用。
[0006]可选地，所述对机器人的关节采集电流以及关节采集位置进行运算，获得末端受力向量，包括：基于机器人关节转矩动力学模型，对所述关节采集电流以及关节采集位置进行运算，获得关节外力矩；对所述关节外力矩进行雅克比矩阵转置，获得末端受力向量。
[0007]在上述实现过程中，通过将采集的关节位置和关节电流经关节转矩动力学模型等动力学方程求解运算得到关节力矩，并补偿至工作空间对应关节，实现拖拽示教或碰撞检测，提高了控制效率和控制精确度。
[0008]可选地，所述根据所述末端受力向量以及末端位置向量对所述机器人末端的工作空间进行控制，包括：根据所述末端受力向量，对所述机器人末端的工作空间进行运动碰撞控制；根据所述末端位置向量，对所述机器人末端的工作空间进行拖拽控制。
[0009]在上述实现过程中，通过基于机器人的关节电流、关节位置转化为末端受力向量、
末端位置向量进行控制，不依赖于力传感器，实现机器人末端的工作空间拖拽和碰撞检测，提升了人机交互体验，增加了机器人使用的安全性。
[0010]可选地，所述根据所述末端受力向量，对所述机器人末端的工作空间进行运动碰撞控制，包括：将所述末端受力向量的长度与预设碰撞力阈值进行比较；若所述末端受力向量的长度大于所述预设碰撞力阈值，则控制机器人停止运动；若所述末端受力向量的长度小于所述预设碰撞力阈值，则控制所述机器人继续运动。
[0011]在上述实现过程中，通过在运动模式下将机器人末端受力向量与预设碰撞力阈值进行比对，当超过阈值，机器人会停止运动，提高了机器人的安全检测性能，增加了机器人使用的安全性。
[0012]可选地，所述根据所述末端位置向量，对所述机器人末端的工作空间进行拖拽控制，包括：对所述末端位置向量进行运动学逆解，获得关节驱动指令；基于所述关节驱动指令控制所述机器人末端进行拖拽运动。
[0013]在上述实现过程中，通过在拖拽模式下将机器人末端位置向量转化为关节驱动指令，进而驱动机器人末端顺应外力进行运动，提升了机器人的人机交互体验。
[0014]可选地，所述基于所述关节驱动指令控制所述机器人末端进行拖拽运动之前，所述方法还包括：通过开关向量控制所述机器人末端是否允许在预设拖拽方向运动。
[0015]在上述实现过程中，通过开关向量控制机器人末端允许拖拽的方向或角度，进一步提升了人机交互体验。
[0016]可选地，所述开关向量的维度值为第一特征值表示所述预设拖拽方向允许运动，所述开关向量的维度值为第二特征值表示所述预设拖拽方向不允许运动。
[0017]在上述实现过程中，通过对开关向量的不同维度赋予不同的取值，进而控制机器人末端是否允许不同拖拽方向或角度可以拖动，简单、方便，进一步提升了人机交互体验。
[0018]第二方面，本申请实施例提供了一种机器人末端控制装置，所述装置包括：末端受力运算模块，用于对机器人的关节采集电流以及关节采集位置进行运算，获得末端受力向量；末端位置转换模块，用于对所述末端受力向量进行映射转换，获得末端位置向量；控制模块，用于根据所述末端受力向量以及末端位置向量对所述机器人末端的工作空间进行控制。
[0019]第三方面，本申请实施例还提供一种电子设备，包括：处理器、存储器，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行上述的方法的步骤。
[0020]第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行上述的方法的步骤。
[0021]为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图获得其他相关的附图。
[0023]图1为本申请实施例提供的一种现有常规的导纳控制方法的控制框图；
[0024]图2为本申请实施例提供的第一种机器人末端控制方法的流程图；
[0025]图3为本申请实施例提供的第二种机器人末端控制方法的流程图；
[0026]图4为本申请实施例提供的机器人末端控制装置的功能模块示意图；以及
[0027]图5为本申请实施例提供机器人末端控制装置的电子设备的方框示意图。
[0028]图标：210
‑
末端受力运算模块；220
‑
末端位置转换模块；230
‑
控制模块；300
‑
电子设备；311
‑
存储器；312
‑
存储控制器；313
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处理器；314
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外设接口；315
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输入输出单元；316
‑
显示单元。
具体实施方式
[0029]下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人末端控制方法，其特征在于，所述方法包括：对机器人的关节采集电流以及关节采集位置进行运算，获得末端受力向量；对所述末端受力向量进行映射转换，获得末端位置向量；根据所述末端受力向量以及末端位置向量对所述机器人末端的工作空间进行控制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对机器人的关节采集电流以及关节采集位置进行运算，获得末端受力向量，包括：基于机器人关节转矩动力学模型，对所述关节采集电流以及关节采集位置进行运算，获得关节外力矩；对所述关节外力矩进行雅克比矩阵转置，获得末端受力向量。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述末端受力向量以及末端位置向量对所述机器人末端的工作空间进行控制，包括：根据所述末端受力向量，对所述机器人末端的工作空间进行运动碰撞控制；根据所述末端位置向量，对所述机器人末端的工作空间进行拖拽控制。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述末端受力向量，对所述机器人末端的工作空间进行运动碰撞控制，包括：将所述末端受力向量的长度与预设碰撞力阈值进行比较；若所述末端受力向量的长度大于所述预设碰撞力阈值，则控制机器人停止运动；若所述末端受力向量的长度小于所述预设碰撞力阈值，则控制所述机器人继续运动。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述末端位置向量，对所述机器人...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨帆，许雄，戚祯祥，朱春晓，邵威，
申请(专利权)人：上海节卡机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：