用于力控制的控制信号振动抑制方法和计算机设备技术

本申请涉及一种用于力控制的控制信号振动抑制方法、计算机设备和可读存储介质。所述方法包括：获取力传感设备的第一输出信号，所述第一输出信号包括力信号和力矩信号中的至少一个(S110)；通过模拟微分电路处理所述第一输出信号，得到对应所述力信号和所述力矩信号中至少一个的微分量的第二输出信号(S120)；以及将所述第二输出信号用于力控制的控制信号振动抑制(S130)。采用本方法能够提高对用于力控制的控制信号的振动抑制性能。控制的控制信号的振动抑制性能。控制的控制信号的振动抑制性能。

【技术实现步骤摘要】
用于力控制的控制信号振动抑制方法和计算机设备


[0001]本申请涉及机器人
，特别是涉及一种用于力控制的控制信号振动抑制方法和计算机设备。

技术介绍

[0002]即使在设计最完善、最坚硬的机器人中，关节和连杆的柔性仍然存在，源于这些柔性的振动会破坏机器人的稳定性并降低其性能。此外，有些柔性是有意增加以提供传感能力，例如，在设计用于执行接触控制的力矩控制机器人中，柔性元件被嵌入到系统中以便能够测量外力。这些元件可以是作为关节上的单轴力矩传感器和/或机器人末端执行器的六轴力/力矩传感器。为了在运行时充分利用这些额外的传感能力并尽量减小信号振动的影响，系统将需要测量和补偿振动。
[0003]传统的振动抑制控制方法主要使用IMU(Inertial Measuring Unit，惯性测量单元)或关节加速度作为反馈，而这些信号往往是有噪声的。一些传统的控制方法依赖于力的有限微分，但往往会放大这些信号的噪声，从而导致机器人系统的性能不佳。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种用于力控制的控制信号振动抑制方法、计算机设备和非暂时性计算机可读存储介质。
[0005]本申请实施例的第一方面提供了一种用于力控制的控制信号振动抑制方法，包括：获取力传感设备的第一输出信号，所述第一输出信号包括力信号和力矩信号中的至少一个；通过模拟微分电路处理所述第一输出信号，得到对应所述力信号和所述力矩信号中至少一个的微分量的第二输出信号；以及将所述第二输出信号用于力控制的控制信号振动抑制。
[0006]在本申请的第一方面中，所述力传感设备包括多个力传感元件，所述第一输出信号包括多个测量信号；所述通过模拟微分电路处理所述第一输出信号，得到对应所述力信号和所述力矩信号中至少一个的微分量的第二输出信号，包括：通过多个所述模拟微分电路一一对应处理所述多个测量信号，得到所述多个测量信号的微分量；以及根据所述多个测量信号的微分量计算确定所述第二输出信号。
[0007]在本申请的第一方面中，所述力传感设备包括多个力传感元件，所述第一输出信号包括多个测量信号；所述通过模拟微分电路处理所述第一输出信号，得到对应所述力信号和所述力矩信号中至少一个的微分量的第二输出信号，包括：对所述多个测量信号进行融合，得到一个或多个经融合的测量信号；通过一个或多个所述模拟微分电路一一对应处理所述一个或多个经融合的测量信号，得到所述一个或多个经融合的测量信号的微分量；以及根据所述一个或多个经融合的测量信号的微分量计算确定所述第二输出信号。
[0008]在本申请的第一方面中，所述第一输出信号表征机器人关节的输出力矩，所述方法还包括：获取所述机器人关节的期望力矩和期望力矩微分量；所述将所述第二输出信号
用于力控制的控制信号振动抑制包括：根据所述期望力矩、所述期望力矩微分量和所述第二输出信号，调整所述机器人关节的电机输出。
[0009]在本申请的第一方面中，所述第一输出信号表征机器人末端执行器的输出力，所述方法还包括：获取所述机器人末端执行器的期望力和期望力微分量；所述将所述第二输出信号用于力控制的控制信号振动抑制包括：根据所述期望力、所述期望力微分量和所述第二输出信号，调整所述机器人末端执行器的输出位移。
[0010]本申请实施例的第二方面提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有处理器可执行指令，所述处理器可执行指令在由所述处理器执行时致使所述处理器：获取力传感设备的第一输出信号，所述第一输出信号包括力信号和力矩信号中的至少一个；通过模拟微分电路处理所述第一输出信号，得到对应所述力信号和所述力矩信号中至少一个的微分量的第二输出信号；以及将所述第二输出信号用于力控制的控制信号振动抑制。
[0011]在本申请的第二方面中，所述力传感设备包括多个力传感元件，所述第一输出信号包括多个测量信号；所述通过模拟微分电路处理所述第一输出信号，得到对应所述力信号和所述力矩信号中至少一个的微分量的第二输出信号，包括：通过多个所述模拟微分电路一一对应处理所述多个测量信号，得到所述多个测量信号的微分量；以及根据所述多个测量信号的微分量计算确定所述第二输出信号。
[0012]在本申请的第二方面中，所述力传感设备包括多个力传感元件，所述第一输出信号包括多个测量信号；所述通过模拟微分电路处理所述第一输出信号，得到对应所述力信号和所述力矩信号中至少一个的微分量的第二输出信号，包括：对所述多个测量信号进行融合，得到一个或多个经融合的测量信号；通过一个或多个所述模拟微分电路一一对应处理所述一个或多个经融合的测量信号，得到所述一个或多个经融合的测量信号的微分量；以及根据所述一个或多个经融合的测量信号的微分量计算确定所述第二输出信号。
[0013]在本申请的第二方面中，所述第一输出信号表征机器人关节的输出力矩，所述处理器可执行指令在由所述处理器执行时还致使所述处理器：获取所述机器人关节的期望力矩和期望力矩微分量；所述将所述第二输出信号用于力控制的控制信号振动抑制包括：根据所述期望力矩、所述期望力矩微分量和所述第二输出信号，调整所述机器人关节的电机输出。
[0014]在本申请的第二方面中，所述第一输出信号表征机器人末端执行器的输出力，所述处理器可执行指令在由所述处理器执行时还致使所述处理器：获取所述机器人末端执行器的期望力和期望力微分量；所述将所述第二输出信号用于力控制的控制信号振动抑制包括：根据所述期望力、所述期望力微分量和所述第二输出信号，调整所述机器人末端执行器的输出位移。
[0015]本申请实施例的第三方面提供了一种非暂时性计算机可读存储介质，其上存储有处理器可执行指令，所述处理器可执行指令在由处理器执行时致使所述处理器：获取力传感设备的第一输出信号，所述第一输出信号包括力信号和力矩信号中的至少一个；通过模拟微分电路处理所述第一输出信号，得到对应所述力信号和所述力矩信号中至少一个的微分量的第二输出信号；以及将所述第二输出信号用于力控制的控制信号振动抑制。
[0016]本申请的一个或多个实施例的细节在下面的附图和描述中提出。本申请的其它特
征、目的和优点将从说明书、附图以及权利要求书变得明显。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，不构成对本申请披露内容和保护范围的限制。
[0018]图1为根据本申请一实施例的用于力控制的控制信号振动抑制方法的流程示意图；
[0019]图2为根据本申请一实施例的单通道模拟微分电路的结构示意图；
[0020]图3为根据本申请一实施例的信号模拟微分处理的示意图；
[0021]图4为根据本申请另一实施例的信号模拟微分处理的示意图；
[0022]图5为根据本申请一实施例的机器人关节上的振动抑制控制示意图；
[0023]图6为根据本申请一实施例的机器人末端执行器上的振动抑制控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于力控制的控制信号振动抑制方法，包括：获取力传感设备的第一输出信号，所述第一输出信号包括力信号和力矩信号中的至少一个；通过模拟微分电路处理所述第一输出信号，得到对应所述力信号和所述力矩信号中至少一个的微分量的第二输出信号；以及将所述第二输出信号用于力控制的控制信号振动抑制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述力传感设备包括多个力传感元件，所述第一输出信号包括多个测量信号；所述通过模拟微分电路处理所述第一输出信号，得到对应所述力信号和所述力矩信号中至少一个的微分量的第二输出信号，包括：通过多个所述模拟微分电路一一对应处理所述多个测量信号，得到所述多个测量信号的微分量；以及根据所述多个测量信号的微分量计算确定所述第二输出信号。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述力传感设备包括多个力传感元件，所述第一输出信号包括多个测量信号；所述通过模拟微分电路处理所述第一输出信号，得到对应所述力信号和所述力矩信号中至少一个的微分量的第二输出信号，包括：对所述多个测量信号进行融合，得到一个或多个经融合的测量信号；通过一个或多个所述模拟微分电路一一对应处理所述一个或多个经融合的测量信号，得到所述一个或多个经融合的测量信号的微分量；以及根据所述一个或多个经融合的测量信号的微分量计算确定所述第二输出信号。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一输出信号表征机器人关节的输出力矩，所述方法还包括：获取所述机器人关节的期望力矩和期望力矩微分量；所述将所述第二输出信号用于力控制的控制信号振动抑制包括：根据所述期望力矩、所述期望力矩微分量和所述第二输出信号，调整所述机器人关节的电机输出。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一输出信号表征机器人末端执行器的输出力，所述方法还包括：获取所述机器人末端执行器的期望力和期望力微分量；所述将所述第二输出信号用于力控制的控制信号振动抑制包括：根据所述期望力、所述期望力微分量和所述第二输出信号，调整所述机器人末端执行器的输出位移。6.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有处理器可执行指令，所述处理器可执行指令在由所述处理器...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶熙阳，陈柏彦，聂要华，
申请(专利权)人：非夕科技有限公司，
类型：发明
国别省市：