机器人的柔顺控制方法、装置及电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种机器人的柔顺控制方法、装置及电子设备，涉及机器人柔顺控制技术领域，包括：获取笛卡尔规划位置，关节角反馈位置和笛卡尔反馈位置；利用目标柔顺控制器，对笛卡尔规划位置和笛卡尔反馈位置以及关节角反馈位置进行处理，得到关节输出力矩；利用关节输出力矩控制机器人运动；目标柔顺控制器为对机器人进行动力学建模和二阶系统动态特性建模得到原始柔顺控制器，并对原始柔顺控制器进行简化得到；根据预设的虚拟墙数值和笛卡尔反馈位置、以及预设参数，调整目标柔顺控制器中二阶系统的刚度参数和阻尼参数。可消除外部力矩的精度对机器人运动控制精度的影响。可避免机器人奇异点对运动控制的影响。可以简便的实现虚拟墙功能。现虚拟墙功能。现虚拟墙功能。

【技术实现步骤摘要】
机器人的柔顺控制方法、装置及电子设备


[0001]本专利技术涉及机器人柔顺控制
，尤其涉及一种机器人的柔顺控制方法、装置及电子设备。

技术介绍

[0002]随着技术发展以及作业环境的多样化，对于机器人的需求越来越广泛。机器人的柔顺控制也得到了广泛的关注。柔顺控制是控制力和位置的关系的技术，使机器人能够适应作业环境力的变化。
[0003]相关柔顺控制技术中，一般需要通过力觉传感器来获取机器人受到的外部力矩，并通过该外部力矩来确定关节输出力矩。该关节输出力矩用于控制机器人运动。一般在控制过程中会受到机器人奇异点的影响。
[0004]但是，上述方式中，力觉传感器易受环境温度影响，致使得到的外部力矩的准确性有待进一步提高，从而影响了对机器人的运动控制精度。而且机器人奇异点的存在易影响机器人控制的可靠性。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种机器人的柔顺控制方法、装置及电子设备，以解决相关技术中力觉传感器易受环境温度影响，致使得到的外部力矩的准确性有待进一步提高，从而致使对机器人的运动控制精度有待进一步提高；且机器人奇异点的存在易影响机器人控制的可靠性的问题。
[0006]根据本专利技术的一方面，提供了一种机器人的柔顺控制方法，包括：
[0007]获取轨迹规划得到的笛卡尔规划位置，并利用位置传感器获取关节角反馈位置和笛卡尔反馈位置；
[0008]利用目标柔顺控制器，对所述笛卡尔规划位置和所述笛卡尔反馈位置以及所述关节角反馈位置进行处理，得到关节输出力矩；<br/>[0009]利用所述关节输出力矩控制机器人运动；
[0010]其中，所述目标柔顺控制器为对所述机器人进行动力学建模和二阶系统动态特性建模得到原始柔顺控制器，并对所述原始柔顺控制器进行简化得到；根据预设的虚拟墙数值和所述笛卡尔反馈位置、以及预设参数，调整所述目标柔顺控制器中二阶系统的刚度参数和阻尼参数。
[0011]根据本专利技术的另一方面，提供了一种机器人的柔顺控制装置，包括：
[0012]获取单元，用于获取轨迹规划得到的笛卡尔规划位置，并利用位置传感器获取关节角反馈位置和笛卡尔反馈位置；
[0013]柔顺控制单元，用于利用目标柔顺控制器，对所述笛卡尔规划位置和所述笛卡尔反馈位置以及所述关节角反馈位置进行处理，得到关节输出力矩；
[0014]所述柔顺控制单元，还用于利用所述关节输出力矩控制机器人运动；
[0015]其中，所述目标柔顺控制器为对所述机器人进行动力学建模和二阶系统动态特性建模得到原始柔顺控制器，并对所述原始柔顺控制器进行简化得到的；根据预设的虚拟墙数值和所述笛卡尔反馈位置、以及预设参数，调整所述目标柔顺控制器中二阶系统的刚度参数和阻尼参数。
[0016]根据本专利技术的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
[0017]至少一个处理器；以及
[0018]与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
[0019]所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本专利技术任一实施例所述的机器人的柔顺控制方法。
[0020]根据本专利技术的另一方面，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指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本专利技术任一实施例所述的机器人的柔顺控制方法。
[0021]本专利技术实施例的技术方案，通过对原始柔顺控制器进行简化，得到目标柔顺控制器，以利用该目标柔顺控制器控制机器人运动。进而可以消除外部力矩的精度对机器人运动控制精度的影响，并增强机器人控制的可靠性。且可以根据预设的虚拟墙数值和笛卡尔反馈位置、以及预设参数，调整目标柔顺控制器中二阶系统的刚度参数和阻尼参数，以简便的方式实现机器人虚拟墙功能。
[0022]应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本专利技术的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本专利技术的范围。本专利技术的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1是根据本专利技术实施例一提供的一种机器人的柔顺控制方法的流程图；
[0025]图2是根据本专利技术实施例二提供的一种机器人的柔顺控制方法的流程图；
[0026]图3是根据本专利技术实施例二提供的一种机器人的二阶系统动态特性演示图；
[0027]图4是根据本专利技术实施例二提供的一种机器人虚拟墙功能的演示图；
[0028]图5是根据本专利技术实施例二提供的一种机器人的柔顺控制原理图；
[0029]图6是根据本专利技术实施例三提供的一种机器人的柔顺控制装置的结构示意图；
[0030]图7是实现本专利技术实施例的机器人的柔顺控制方法的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0031]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范
围。
[0032]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“目标”、“原始”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0033]实施例一
[0034]图1是根据本专利技术实施例一提供的一种机器人的柔顺控制方法的流程图，本实施例可适用于对机器人进行柔顺控制，其中，该机器人可以为工业机器人(例如，六轴机器人)或协作机器人等。该方法可以由电子设备来执行，该电子设备可配置于机器人中。如图1所示，该方法包括：
[0035]步骤101，获取轨迹规划得到的笛卡尔规划位置，并利用位置传感器获取关节角反馈位置和笛卡尔反馈位置。
[0036]其中，笛卡尔规划位置指由轨迹规划得到的机器人在笛卡尔坐标系下的位置。
[0037]其中，关节角反馈位置指利用位置传感器获取到的机器人各关节的位置。关节角反馈位置通过正运动学计算可得机器人在笛卡尔坐标系下工具末端点的反馈位置，即笛卡尔反馈位置。
[0038]具体的，可以利用轨迹规划得到笛卡本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人的柔顺控制方法，其特征在于，包括：获取轨迹规划得到的笛卡尔规划位置，并利用位置传感器获取关节角反馈位置和笛卡尔反馈位置；利用目标柔顺控制器，对所述笛卡尔规划位置和所述笛卡尔反馈位置以及所述关节角反馈位置进行处理，得到关节输出力矩；利用所述关节输出力矩控制机器人运动；其中，所述目标柔顺控制器为对所述机器人进行动力学建模和二阶系统动态特性建模得到原始柔顺控制器，并对所述原始柔顺控制器进行简化得到；根据预设的虚拟墙数值和所述笛卡尔反馈位置、以及预设参数，调整所述目标柔顺控制器中二阶系统的刚度参数和阻尼参数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设参数包括如下一种或多种的组合：预设的二阶系统的刚度参数的最大值、预设的二阶系统的阻尼参数的最大值、预设的二阶系统的刚度参数值或预设的二阶系统的阻尼参数值；其中，所述预设的二阶系统的刚度参数值小于所述预设的二阶系统的刚度参数的最大值；所述预设的二阶系统的阻尼参数值小于所述预设的二阶系统的阻尼参数的最大值。3.根据权利要求1
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2任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：响应用户的随动模式转换操作，将所述目标柔顺控制器中二阶系统的刚度参数调整为零，以实现对所述机器人的随动控制。4.根据权利要求1
‑
2任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：响应用户的浮动模式转换操作，将所述目标柔顺控制器中二阶系统的刚度参数调整为预设的浮动值，用于对所述机器人进行浮动控制。5.根据权利要求1
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2中任一项所述方法，其特征在于，所述目标柔顺控制器具体通过去除所述原始柔顺控制器中的外部力矩项和雅可比矩阵的逆矩阵进行简化得到。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：孙帮乐，王政，祁行行，李相楠，
申请(专利权)人：广东拓斯达科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：