[发明专利]一种开链式多臂机器人阻抗控制方法

摘要

本发明涉及一种开链式多臂机器人同步阻抗控制方法，属于机器人阻抗控制领域。现有的阻抗控制方法解决了多臂系统力和位置控制的跃变问题，但忽略了多臂间存在的相对误差，该相对误差会叠加累积，进而严重影响操作性能。本发明的阻抗控制方法通过计算机械臂和与该机械臂相邻的两机械臂各自的位姿误差，进而求取该机械臂的同步位姿误差与耦合位姿误差。所获得的位姿误差参数被输入至同步阻抗控制器中，最终实现机械臂的闭环控制。本发明的阻抗控制方法大大降低了多臂间的误差对操作的影响，提高了操作精度，从而有力地保证了机器人多臂同步协调控制的稳定性和安全性。

主权项

1.一种开链式多臂机器人阻抗控制方法，其特征在于，机器人的机械臂至少包括：机械臂i、与机械臂i相邻的机械臂(i‑1)和机械臂(i+1)；该阻抗控制方法通过如下步骤实现：步骤S10，测量所述机械臂i在t时刻的实际接触力F(t)和实际接触力矩M(t)；步骤S11，由所述机械臂i的操作任务，计算机械臂i的末端期望接触力和末端期望接触力矩；步骤S12，由所述机械臂i的操作任务，计算机械臂i末端的期望位姿；步骤S13，测量所述机械臂i关节的绝对角度参数；步骤S14，根据步骤S13得到的关节绝对角度参数计算所述机械臂i的末端实际位姿；步骤S15，根据步骤S11得到的所述机械臂i末端的期望接触力和步骤S10得到的所述机械臂i末端的实际接触力之间的关系以及步骤S11得到的所述机械臂i末端期望接触力矩和步骤S10得到的所述机械臂i末端的实际接触力矩之间的关系，得出所述机械臂i的末端阻抗控制关系；步骤S16，根据步骤S15的所述机械臂i的阻抗控制关系，计算所述机械臂i的阻抗期望位姿；步骤S17，根据步骤S12计算出的所述机械臂i末端的期望位姿、步骤S14计算出的所述机械臂i的末端实际位姿和步骤S16计算出的所述机械臂i的阻抗期望位姿，计算所述机械臂i的末端位姿误差；参照所述机械臂i得到所述机械臂(i+1)和所述机械臂(i‑1)对应的末端期望位姿、末端实际位以及末端位姿误差；由所述机械臂i、机械臂(i+1)和机械臂(i‑1)各自对应的机械臂末端位置误差获得所述机械臂i的同步位姿误差和耦合位姿误差；步骤S18，根据步骤S17获得的所述机械臂i的同步位姿误差和耦合位姿误差，计算所述机械臂i的期望位姿输出；步骤S19，根据步骤S15的所述机械臂i的末端阻抗控制关系，计算所述机械臂i的阻抗期望加速度增量和阻抗期望速度增量；步骤S20，结合步骤S18得到的所述机械臂i的期望位姿输出和步骤S19得到的所述机械臂i的阻抗期望加速度增量和阻抗期望速度增量，实现机械臂i的闭环控制。