[发明专利]机械臂控制方法、装置、设备、系统、存储介质及机械臂

说明书

本发明公开一种机械臂控制方法、装置、设备、系统、存储介质及机械臂，机械臂控制方法包括：获取障碍物的接近程度，接近程度通过电子皮肤模块的监测数据计算得到；将接近程度转化为斥力矩；获取能够避让障碍物的导纳输出位置，导纳输出位置通过导纳控制模型对斥力矩进行计算得到；将导纳输出位置发给各关节控制器。本发明所提出的机械臂控制方法，其通过电子皮肤模块对机械臂周围的障碍物进行感知，在感知到障碍物时，将机械臂与障碍物的接近程度转化为对应的斥力矩，并将此斥力矩输入至导纳控制模型，以通过导纳控制模型输出能够避让障碍物的导纳输出位置，从而避免机械臂与障碍物发生碰撞，提高机械臂的安全性。

母案申请日：2021年05月27日

母案申请号：2021105818505

母案专利名称：机械臂控制方法、装置、设备、系统、存储介质及机械臂

技术领域

本发明涉及机械臂领域，特别涉及一种机械臂控制方法、装置、设备、系统、存储介质及机械臂。

背景技术

工业机械臂已被广泛应用于生产自动化中，绝大多数的工业机械臂是通过预先编制好的程序来进行工作，这称之为位置控制。但当外界条件发生变化时，机械臂的工作状态就要发生变化，为使机械臂执行正确的动作，则机械臂就应使其动作相应外界条件的变化作相应的调整。

要使机械臂能对外界的变化产生响应，通常采用视觉传感器、力传感器等来感受外界的变化，然后将信息反馈给控制系统，使之根据外界的变化来控制机械臂的动作。柔顺控制就是从力传感器取得控制信号，用此控制信号去控制机械臂，使之响应这个变化而动作。

现有技术中，工业机械臂通常采用导纳控制策略，以实现机械臂的柔顺控制。但现有的导纳控制策略是将机械臂发生碰撞后的碰撞力，作为输入到导纳控制模型的作用力，因此，就有可能存在安全风险的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种机械臂控制方法，旨在解决现有机械臂所采用的导纳控制策略存在安全风险的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种机械臂控制方法，所述机械臂控制方法包括：

获取障碍物的接近程度，接近程度通过电子皮肤模块的监测数据计算得到；

将接近程度转化为斥力矩；

获取能够避让障碍物的导纳输出位置，导纳输出位置通过导纳控制模型对斥力矩进行计算得到；

将导纳输出位置发给各关节控制器；

其中，电子皮肤模块包括检测电路和电极，电极与检测电路电连接；

电极能够与接近的导体构成电容，并将用于表征电容或其变化量的电信号传输至检测电路；

检测电路用于将表征电容或其变化量的电信号转换为电容值或其变化量的电信号。

其中，将接近程度转化为斥力矩之前，还包括：

当接近程度超过阈值时，将接近程度转化为斥力矩。

其中，获取障碍物的接近程度包括：

计算每一个关节和对应关节臂上安装的电子皮肤模块所感应到的障碍物的接近程度，接近程度通过以下公式计算得到：

d_nk为第n个关节上第k块电子皮肤模块感应到的障碍物距离，ε为电子皮肤模块与障碍物之间的介质的介电常数，S_nk为第n个关节上第k块电子皮肤模块的正对面积，C_nk为第n个关节上第k块电子皮肤模块感应到的电容，k为静电力常量。

其中，将接近程度转化为斥力矩包括：