一种实现同态遥操作的机械臂转轴速度控制方法技术

本发明专利技术涉及机械臂控制技术领域，更具体地，涉及一种实现同态遥操作的机械臂转轴速度控制方法。以当前遥控器给出的目标位姿为机械臂末端追随的目标，基于当前的速度、加速度，在满足机械臂末端运动限制的前提下尽快追上目标位姿，并且在追上的同时保证收尾的速度、加速度为0。本发明专利技术提供的一种实现同态遥操作的机械臂转轴速度控制方法，避免了由于阈值的限定而导致宕机的问题，有效提高了机械臂运动的平稳性。平稳性。平稳性。

【技术实现步骤摘要】
一种实现同态遥操作的机械臂转轴速度控制方法


[0001]本专利技术涉及机械臂控制
，更具体地，涉及一种实现同态遥操作的机械臂转轴速度控制方法。

技术介绍

[0002]机械臂是有多个刚性结构彼此首尾通过可控制转角的关节相连而构成，离机械臂底座最远的结构被称为机械臂末端，末端通常可以安装上各种工具，从而实现各种功能，因此机械臂末端的控制是机械臂控制的核心。机械臂末端位姿指的是机械臂末端相对于机械臂底座笛卡尔坐标系空间下的位置坐标和姿态，通过它可以唯一确定机械臂末端相对于底座的位置以及自身的旋转姿态。
[0003]机械臂末端同态遥操作是一种遥控模式，遥控器主体是一根带有陀螺仪的操纵杆，用户可以随时通过该操纵杆确定机械臂末端的位姿，达到一种机械臂末端跟随操纵杆联动的效果。由于操纵杆本身没有任何运动限制，用户可以随意移动，因此机械臂操控程序可能会随时接收到多个相差较大的目标位姿。
[0004]机械臂控制程序可使用机械臂厂家提供的操控机械臂的SDK程序。其中，使用基于机械臂末端的控制模式时，厂家提供的相关API会以一定频率给出当前时刻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实现同态遥操作的机械臂转轴速度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.机械臂末端接收遥控器发出的需要到达的目标位置S
t
指令；设当前机械臂末端的位置为S0，最大加速度限制为a
L
；最大速度限制为V
L
；初始速度为V0；S2.机械臂末端根据目标位置指令，向目标位置移动，先加速运动再减速运动，直至到达目标位置；在运动过程中，将运动模式分为尖峰模式和平顶山模式；当速度差值小于阈值时，使用尖峰模式，即先加速运动一段距离后再将速度降至0，最后到达目标位置S
t
，整个调整加速度的过程都是以最大加速度作为调整加速度导数；其中，加速阶段即t1阶段的位移随时间变化的函数为：减速阶段即t2阶段的位移随时间变化的函数为：当速度差值超出阈值的速度差值时，则使用平顶山模式，其中：t1阶段的位移随时间变化的函数与尖峰模式的t1阶段的位移随时间变化的函数相同；t2阶段为匀速运动，位移随时间变化的公式为：f
s2
(t)＝v
L
t；t3阶段的位移随时间变化的函数与尖峰模式相同的t2阶段的位移随时间变化的函数相同。2.根据权利要求1所述的实现同态遥操作的机械臂转轴速度控制方法，其特征在于，当采用尖峰模式进行控制机械臂末端运动时，需要确定t1和t2的数值，根据位移函数和f
s2
(t)，t1和t2均存在两组解，其中t1的两组解分别是：t2的两组解分别是：式中，ΔS＝S
t
‑
S0，为目标位置与初始位置的位移差；由于t1和t2均有两组解，首先过滤掉无效解；如果两组解都有效，则选择总和最小的一组解；如果两组都无效，则按照一直提升加速度的方式进行控制，即按照t1阶段进行控制。3.根据权利要求2所述的实现同态遥操作的机械臂转轴速度控制方法，其特征在于，当采用平顶山模式进行控制时：t1阶段的时间为：t2阶段的时间为：t3阶段的时间为：4.根据权利要求3所述的实现同态遥操作的机械臂转轴速度控制方法，其特征在于，每一次在控制机械臂末端向目标位置移动之前，均需要根据机械臂末端的初始位置S0、当前初速度V0、以及遥控器发出的目标位置S
t
，进行判断是采用平顶山模式进行控制还是尖峰模式进行控制。
5.根据权利要求4所述的实现同态遥操作的机械臂转轴速度控制方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王弘远，张志成，
申请(专利权)人：广州市番禺区德明智航医疗器械有限责任公司，
类型：发明
国别省市：