[发明专利]机器人及其柔性控制方法与装置

说明书

本公开涉及一种机器人及其柔性控制方法与装置，属于机器人领域，既能够实现服务机器人的柔性要求，又能够提高机器人的控制精度。一种机器人柔性控制方法，包括：基于机器人关节的期望角度、期望角速度、期望角加速度，计算所述关节的期望力矩；在所述关节的实际力矩与所述期望力矩的差值的绝对值大于预设阈值的情况下，利用弹簧质量阻尼模型，基于所述期望角度、所述期望角速度、所述期望角加速度、所述关节的实际角度、所述关节的实际角速度，控制所述关节的实际额外角加速度；基于所述实际额外角加速度和所述期望角度，控制所述关节的实际角度轨迹。

技术领域

本公开涉及机器人领域，具体地，涉及一种机器人及其柔性控制方法与装置。

背景技术

服务机器人是在人类生活环境中服务人类的机器人，其需要与人类进行密切的交互。为了避免刚性碰撞，通常的做法是在机器人的电机上串联弹性体，以表现出某些柔性效果。然而，在速度变化或者加速度变化时会导致弹性体形变，无法控制其形变量，这降低了机器人的控制精度。

发明内容

本公开的目的是提供一种机器人及其柔性控制方法与装置，既能够实现服务机器人的柔性要求，又能够提高机器人的控制精度。

根据本公开的第一实施例，提供一种机器人柔性控制方法，包括：基于机器人关节的期望角度、期望角速度、期望角加速度，计算所述关节的期望力矩；在所述关节的实际力矩与所述期望力矩的差值的绝对值大于预设阈值的情况下，利用弹簧质量阻尼模型，基于所述期望角度、所述期望角速度、所述期望角加速度、所述关节的实际角度、所述关节的实际角速度，控制所述关节的实际额外角加速度；基于所述实际额外角加速度和所述期望角度，控制所述关节的实际角度轨迹。

根据本公开的第二实施例，提供一种机器人柔性控制装置，包括：期望力矩计算模块，用于基于机器人关节的期望角度、期望角速度、期望角加速度，计算所述关节的期望力矩；实际额外角加速度控制模块，用于在所述关节的实际力矩与所述期望力矩的差值的绝对值大于预设阈值的情况下，利用弹簧质量阻尼模型，基于所述期望角度、所述期望角速度、所述期望角加速度、所述关节的实际角度、所述关节的实际角速度，控制所述关节的实际额外角加速度；实际角度轨迹控制模块，用于基于所述实际额外角加速度和所述期望角度，控制所述关节的实际角度轨迹。

根据本公开的第三实施例，提供一种机器人，包括根据本公开第二实施例的机器人柔性控制装置。

通过采用上述技术方案，由于在关节的实际力矩与期望力矩的差值的绝对值大于预设阈值的情况下，利用弹簧质量阻尼模型，基于期望角度、期望角速度、期望角加速度、关节的实际角度、关节的实际角速度，控制关节的实际额外角加速度，并然后基于实际额外角加速度和期望角度控制关节的实际角度轨迹，因此，既能够在无外力接触的情况下，实现基于位置模式的高精度控制，还能够在机器人接触到外力之后，同样基于位置模式产生类似弹簧压缩或伸长的柔性偏移，避免刚性接触。另外，该技术方案在普通的伺服电机上即可实现，降低了机器人的成本。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1示出根据本公开一种实施例的机器人柔性控制方法的流程图。

图2示出根据本公开又一实施例的机器人柔性控制方法的流程图。

图3示出根据本公开一种实施例的机器人柔性控制装置的示意框图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。