【技术实现步骤摘要】
本专利技术实施例机械控制，尤其涉及一种手术机器人升降示教控制方法、装置、设备和介质。
技术介绍
1、手术机器人被应用于外科手术的过程中，需要经历升降关节进行术前摆位这一关键环节。即通过操作者的手对机械臂末端施加外力拖动，升降关节随之响应运动趋势进行助力，让操作者更柔顺的摆放至术式需求形位。
2、目前，多是预先建立动力学模型；然后，通过在位置环采集大量数据进行参数辨识；使用力矩传感器对关节重力矩、摩擦力矩等相关力矩进行补偿实现升降关节的运动。
3、但是，上述过程使用位置环采集得到的力矩数据通常伴随着十分剧烈的波动，导致辨识得到参数通常存在较大的误差；且力矩传感器价格昂贵，生产成本较高。
技术实现思路
1、本专利技术实施例提供了一种手术机器人升降示教控制方法、装置、设备和介质，通过抖动前馈确定手术机器人的外部控制力方向，无需力矩传感器降低升降示教成本，并基于电流环控制模式下采集的控制数据对动力学模型进行参数辨识，提高手术机器人升降示教控制过程的稳定性。
2、第一方面，本专利技术实施例提供了一种手术机器人升降示教方法，该方法包括：
3、当目标控制升降关节在外部控制力作用下，且运动速度处于预设低速阈值区间时，控制所述目标控制升降关节进行抖动；
4、在所述目标控制升降关节抖动过程中，确定所述外部控制力的施力方向；
5、根据所述施力方向以及所述目标控制升降关节的实时位置信息和实时速度信息，以及预设的力矩与关节运动参数映射关
6、基于所述目标动力学模型控制所述目标控制升降关节进行运动，以完成手术机器人升降示教控制；
7、其中，所述预设的力矩与关节运动参数映射关系是基于所述目标控制升降关节在电机的电流环控制模式下进行运动确定的。
8、第二方面，本专利技术实施例还提供了一种手术机器人升降示教装置，该装置包括：
9、抖动控制模块，用于当目标控制升降关节在外部控制力作用下，且运动速度处于预设低速阈值区间时，控制所述目标控制升降关节进行抖动；
10、力矩方向确定模块，用于在所述目标控制升降关节抖动过程中，确定所述外部控制力的施力方向；
11、补偿力矩确定模块，根据所述施力方向以及所述目标控制升降关节的实时位置信息和实时速度信息，以及预设的力矩与关节运动参数映射关系进行动力学模型参数辨识，确定目标动力学模型；
12、示教控制模块，用于基于所述目标动力学模型控制所述目标控制升降关节进行运动，以完成手术机器人升降示教控制；
13、其中，所述预设的力矩与电机控制参数映射关系是基于所述目标控制升降关节在电机的电流环控制模式下进行运动确定的。
14、第三方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括：
15、一个或多个处理器；
16、存储器，用于存储一个或多个程序；
17、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本专利技术任意实施例所提供的手术机器人升降示教方法。
18、第四方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本专利技术任意实施例所提供的手术机器人升降示教方法。
19、本专利技术实施例，通过当目标控制升降关节在外部控制力作用下，且运动速度处于预设低速阈值区间时，控制所述目标控制升降关节进行抖动；在所述目标控制升降关节抖动过程中，确定所述外部控制力的施力方向；根据所述施力方向以及所述目标控制升降关节的实时位置信息和实时速度信息，以及预设的力矩与关节运动参数映射关系进行动力学模型参数辨识，确定目标动力学模型；基于所述目标动力学模型控制所述目标控制升降关节进行运动，以完成手术机器人升降示教控制；其中，所述预设的力矩与关节运动参数映射关系是基于所述目标控制升降关节在所述电机的电流环控制模式下进行运动确定的。本专利技术实施例的技术方案，通过抖动前馈确定手术机器人的外部控制力方向，无需力矩传感器降低升降示教成本，并基于电流环控制模式下采集的控制数据对动力学模型进行参数辨识，提高手术机器人升降示教控制过程的稳定性。
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1.一种手术机器人升降示教控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制所述目标控制升降关节进行抖动，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述目标控制升降关节的实时运动速度确定控制所述目标控制升降关节进行抖动的目标抖动频率，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述施力方向以及所述目标控制升降关节的实时位置信息和实时速度信息，以及预设的力矩与关节运动参数映射关系进行动力学模型参数辨识，确定目标动力学模型，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设动力学模型表示为
6.根据权利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于，预设的力矩与关节运动参数映射关系的确定过程，包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，控制所述电机分别按照多个设定电流值进行工作，包括：
8.一种手术机器人升降示教控制装置，其特征在于，包括：
9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括：
10.一种计算机可读存储介质，
...【技术特征摘要】
1.一种手术机器人升降示教控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制所述目标控制升降关节进行抖动，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述目标控制升降关节的实时运动速度确定控制所述目标控制升降关节进行抖动的目标抖动频率，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述施力方向以及所述目标控制升降关节的实时位置信息和实时速度信息，以及预设的力矩与关节运动参数映射关系进行动力学模型参数辨识，确定目标动力学模型，包括：
5.根据权利要求4所述的方...
【专利技术属性】
技术研发人员：任宏帅，王伟，赵彦丞，周德刚，苏衍宇，
申请(专利权)人：苏州康多机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：
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