[发明专利]机器人末端控制方法、装置、设备及存储介质

说明书

本申请提供一种机器人末端控制方法、装置、设备及存储介质，涉及机器人示教技术领域，该方法包括：对机器人的关节采集电流以及关节采集位置进行运算，获得末端受力向量；对末端受力向量进行映射转换，获得末端位置向量；根据末端受力向量以及末端位置向量对机器人末端的工作空间进行控制。基于关节电流的机器人末端工作空间拖拽，以及拖拽方向解耦，提升了机器人的人机交互体验；基于关节电流的机器人末端碰撞检测，提高了机器人的使用安全性，无需额外增加末端力传感器，降低了用户的使用成本。

技术领域

本申请涉及机器人示教技术领域，具体而言，涉及一种机器人末端控制方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

机器人末端工作空间(笛卡尔空间)拖拽或者碰撞，大部分是基于末端六维力传感器实现。对于工作空间拖拽，采用的是导纳控制方法，力传感器获取外力，利用导纳控制机器人末端的速度或位置。导纳控制无需机器人的动力学模型，避免了非线性因素的影响，便于在一般商业化的机器人上实现，但导纳控制精度仍依赖于底层位置的控制精度，不适用非导纳特性的环境。同时需要借助末端力传感器，传感器的成本比较高，相对于机器人，传感器也更容易损坏。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种机器人末端控制方法、装置、设备及存储介质，通过将关节空间的关节采集位置、关节采集电流，经机器人关节转矩动力学模型计算、映射转换至末端工作空间的参数向量，进而基于参数向量实现机器人末端拖拽或者碰撞的控制，无需额外增加末端力传感器，降低了用户的使用成本，从而解决了上述技术问题。

第一方面，本申请实施例提供一种机器人末端控制方法，所述方法包括：对机器人的关节采集电流以及关节采集位置进行运算，获得末端受力向量；对所述末端受力向量进行映射转换，获得末端位置向量；根据所述末端受力向量以及末端位置向量对所述机器人末端的工作空间进行控制。

在上述实现过程中，通过将关节空间机器人各个关节的关节采集位置、关节采集电流，经运算、映射转换至末端工作空间的末端受力向量以及末端位置向量等参数向量，进而基于参数向量实现机器人末端拖拽或者碰撞的控制，无需额外增加末端力传感器，降低了用户的使用成本，可有效提升拖拽示教速度以及对机器人的保护作用。

可选地，所述对机器人的关节采集电流以及关节采集位置进行运算，获得末端受力向量，包括：基于机器人关节转矩动力学模型，对所述关节采集电流以及关节采集位置进行运算，获得关节外力矩；对所述关节外力矩进行雅克比矩阵转置，获得末端受力向量。

在上述实现过程中，通过将采集的关节位置和关节电流经关节转矩动力学模型等动力学方程求解运算得到关节力矩，并补偿至工作空间对应关节，实现拖拽示教或碰撞检测，提高了控制效率和控制精确度。

可选地，所述根据所述末端受力向量以及末端位置向量对所述机器人末端的工作空间进行控制，包括：根据所述末端受力向量，对所述机器人末端的工作空间进行运动碰撞控制；根据所述末端位置向量，对所述机器人末端的工作空间进行拖拽控制。

在上述实现过程中，通过基于机器人的关节电流、关节位置转化为末端受力向量、末端位置向量进行控制，不依赖于力传感器，实现机器人末端的工作空间拖拽和碰撞检测，提升了人机交互体验，增加了机器人使用的安全性。

可选地，所述根据所述末端受力向量，对所述机器人末端的工作空间进行运动碰撞控制，包括：将所述末端受力向量的长度与预设碰撞力阈值进行比较；若所述末端受力向量的长度大于所述预设碰撞力阈值，则控制机器人停止运动；若所述末端受力向量的长度小于所述预设碰撞力阈值，则控制所述机器人继续运动。

在上述实现过程中，通过在运动模式下将机器人末端受力向量与预设碰撞力阈值进行比对，当超过阈值，机器人会停止运动，提高了机器人的安全检测性能，增加了机器人使用的安全性。