[发明专利]机械臂控制方法、机械臂控制装置及终端设备

权利要求书

1.一种机械臂控制方法，其特征在于，机械臂具有N个冗余自由度和M个关节，所述M个关节分别控制所述机械臂在对应的M个自由度上运动，所述N和M均为大于0的整数，且N小于M，所述机械臂控制方法包括：

获取所述机械臂的目标位姿信息，所述目标位姿信息包括所述机械臂的末端的期望位姿的信息；

根据所述目标位姿信息和关于指定夹角的优化函数，获得指定夹角的目标夹角值，其中，所述指定夹角为目标平面与参考平面之间的夹角，所述参考平面为所述M个关节处于指定状态时所对应的平面，所述目标平面与所述目标位姿信息相关联，所述优化函数根据第一矩阵和第二矩阵得到，所述第一矩阵根据第一关节集合构建得到，所述第二矩阵根据第二关节集合构建得到，所述第一关节集合包括所述M个关节中的K个关节，所述第二关节集合包括所述M个关节中的L个关节，所述L个关节与所述K个关节不同，所述K和L均为大于0的整数；

根据所述目标位姿信息和所述目标夹角值，以及所述M个关节中的每一个关节与所述指定夹角的关系，获得各个关节的目标角度值；

若各个关节的目标角度值分别满足对应的关节限制条件，则根据各个关节的目标角度值，控制所述机械臂；

所述若各个关节的目标角度值分别满足对应的关节限制条件，则根据各个关节的目标角度值，控制所述机械臂，包括：

若各个关节的目标角度值分别满足对应的关节限制条件，则若存在至少一个具有偏置的关节，则获取所述具有偏置的关节的偏置角度值；

根据所述具有偏置的关节的偏置角度值和所述具有偏置的关节的目标角度值，计算所述具有偏置的关节的等效角度值；

根据具有偏置的关节的等效角度值和除所述具有偏置的关节之外的其他关节的目标角度值，控制所述机械臂。

2.如权利要求1所述的机械臂控制方法，其特征在于，根据各个关节在所述机械臂上的位置，将所述M个关节划分为上部关节、中部关节以及下部关节，所述上部关节的位姿由所述M个关节中的A个关节的位姿等效得到，所述中部关节的位姿由所述M个关节中的B个关节的位姿等效得到，所述下部关节的位姿由所述M个关节中的C个关节的位姿等效得到，所述A个关节、所述B个关节和所述C个关节相互不同，所述A、B、C分别为不小于1的整数；

所述若各个关节的目标角度值分别满足对应的关节限制条件，则若存在至少一个具有偏置的关节，则获取所述具有偏置的关节的偏置角度值，包括：

若各个关节的目标角度值分别满足对应的关节限制条件，则若所述中部关节具有偏置，则根据中部关节与所述上部关节和所述下部关节之间的位置关系，获取所述具有偏置的关节的偏置角度值，所述偏置角度值包括第一偏置角度值和第二偏置角度值，所述第一偏置角度值为所述中部关节相对于所述上部关节的补偿值，所述第二偏置角度值为所述中部关节相对于所述下部关节的补偿值，其中，

φ为所述第一偏置角度值，所述β为所述第二偏置角度值，l_se为上部关节到中部关节的距离，l_ew为中部关节到下部关节的距离，l_sw为上部关节到下部关节的距离，所述l_se1为上部关节到中部关节所对应的等效位置的距离，所述l_ee1为中部关节到中部关节所对应的等效位置的距离，所述l_e1w为下部关节到中部关节所对应的等效位置的距离；

所述根据所述具有偏置的关节的偏置角度值和所述具有偏置的关节的目标角度值，计算所述具有偏置的关节的等效角度值，包括：

根据所述中部关节的第一偏置角度值和第二偏置角度值，计算所述中部关节的等效角度值，其中，所述中部关节的等效角度值q₄为：

q₄＝arc cos((l_se²+l_ew²-l_sw²)/2l_sel_ew)-π-φ-β；

所述根据具有偏置的关节的等效角度值和除所述具有偏置的关节之外的其他关节的目标角度值，控制所述机械臂，包括：

根据所述中部关节的等效角度值q₄和除所述中部关节之外的其他关节的目标角度值，控制所述机械臂。