[发明专利]对机械臂的碰撞处理方法、控制柜、以及机械臂系统

说明书

本公开提供了一种对机械臂的碰撞处理方法、控制柜、以及机械臂系统，其中，所述机械臂包括连杆、以及连接所述连杆的关节；所述碰撞处理方法包括：基于机械臂中的各关节分别对应的动力学模型，检测所述机械臂是否发生碰撞；响应于检测到所述机械臂发生碰撞，基于所述各关节的动力学参数、以及所述各关节的复合阻抗控制模型，为所述各关节确定对应的阻抗控制电流；向所述各关节施加所述阻抗控制电流。

技术领域

本公开涉及机器人技术领域，具体而言，涉及一种对机械臂的碰撞处理方法、控制柜、机械臂系统、对机械臂的碰撞处理装置、计算机设备及存储介质。

背景技术

机械臂在实际使用的过程中，由于机械臂上的连杆具有相互连接的关系，因此在连杆的移动过程中，可能会发生机械臂中连杆的碰撞；同时，在多个机械臂协同工作的情况下，也可能发生不同机械臂之间的碰撞。在碰撞发生后，根据连杆之间的接触刚度不同，会在较短的一段时间后，碰撞力达到极值。由于碰撞力变化至极值的时间过短，当前的碰撞处理方式很难对产生的碰撞做出有效的反应处理，导致安全性较差。

发明内容

本公开实施例至少提供一种对机械臂的碰撞处理方法、控制柜、机械臂系统、对机械臂的碰撞处理装置、计算机设备及存储介质。

第一方面，本公开实施例提供了一种对机械臂的碰撞处理方法，所述机械臂包括连杆、以及连接所述连杆的关节；所述碰撞处理方法包括：基于机械臂中的各关节分别对应的动力学模型，检测所述机械臂是否发生碰撞；响应于检测到所述机械臂发生碰撞，基于所述各关节的动力学参数、以及所述各关节的复合阻抗控制模型，为所述各关节确定对应的阻抗控制电流；向所述各关节施加所述阻抗控制电流。

一种可选的实施方式中，所述基于机械臂中的各关节分别对应的动力学模型，检测所述机械臂是否发生碰撞，包括：获取机械臂中所述各关节的动力学参数；基于所述各关节的动力学参数、以及所述各关节的动力学模型，确定所述各关节的理论驱动电流；以及获取所述各关节的实际驱动电流；响应于所述机械臂中的至少一个关节的理论驱动电流与所述实际驱动电流的差值大于预设的电流差阈值，确定所述机械臂发生碰撞。

一种可选的实施方式中，所述碰撞处理方法还包括：采用下述方式确定所述各关节的动力学模型：确定所述各关节对应的联合动力学模型；以及，基于所述各关节的动力学参数，确定所述各关节对应的摩擦力模型；基于所述关节对应的联合动力学模型、以及所述各关节对应的摩擦力模型，确定所述各关节的动力学模型。

一种可选的实施方式中，所述确定所述各关节对应的联合动力学模型，包括：确定所述机械臂的动力学参数、以及所述机械臂上的负载对应的动力学参数；基于所述机械臂的动力学参数，确定所述机械臂对应的整臂动力学模型；以及，基于所述机械臂上的负载对应的动力学参数，确定所述机械臂对应的负载动力学模型；基于所述整臂动力学模型、以及所述负载动力学模型，确定所述各关节对应的联合动力学模型。

一种可选的实施方式中，所述响应于检测到所述机械臂发生碰撞，基于所述各关节的动力学参数、以及所述各关节的复合阻抗控制模型，为所述各关节确定对应的阻抗控制电流，包括：利用预设的阻尼系数、刚度系数，确定所述各关节的关节阻抗模型；基于所述各关节的动力学模型、以及所述各关节的关节阻抗模型，为所述各关节确定对应的复合阻抗控制模型；基于所述各关节的动力学参数、以及所述各关节对应的复合阻抗控制模型，确定所述各关节的阻抗控制电流。

一种可选的实施方式中，在向所述各关节施加所述阻抗控制电流之后，所述碰撞处理方法还包括：响应于机械臂末端的速度由碰撞时的当前速度变化至预设的反向速度，停止向所述各关节施加阻抗控制电流。

一种可选的实施方式中，在停止向所述各关节施加阻抗控制电流之后，所述碰撞处理方法还包括：控制所述机械臂进入整臂柔顺控制模式。

第二方面，本公开实施例还提供一种控制柜，所述控制柜被配置为执行第一方面或第一方面中任一种可能的实施方式中的步骤，用于在操控机械臂的过程中进行碰撞处理。