机械臂的控制方法及相关设备与流程

    专利查询2025-12-17  14


    本申请涉及机器人,尤其涉及一种机械臂的控制方法及相关设备。


    背景技术:

    1、在自动化和智能制造领域,机器人技术的发展日新月异。随着工业4.0的推进,机器人不仅在制造业中扮演着重要角色,也在服务、医疗、探索等多个领域展现出其潜力。其中在电力巡检领域(例如电力巡检机器人),作业时的碰撞避免尤为重要,机器人的自主性和智能性是其发展的关键,而确保其在复杂环境中安全、高效地运作则是技术发展的重要方向。

    2、在机器人技术中,碰撞避免是一个至关重要的课题。传统的碰撞避免系统在一定程度上能够保证机器人的安全运行,但它们往往存在反应时间较长、适应性差和无法处理复杂动态环境的问题。


    技术实现思路

    1、有鉴于此,本申请的目的在于提出一种机械臂的控制方法及相关设备。

    2、基于上述目的,本申请提供了一种机械臂的控制方法,所述控制方法包括:

    3、获取机械臂的扰动观测值;

    4、根据所述扰动观测值与碰撞检测阈值的大小关系,确定所述机械臂是否发生物理碰撞;

    5、响应于确定所述机械臂发生物理碰撞,确定所述物理碰撞是否为与目标操作物的碰撞;

    6、响应于确定所述物理碰撞为与目标操作物的碰撞,获取机械臂的状态信息;所述状态信息包括所述机械臂末端执行器与接触面之间的位置信息、速度信息和力信息;

    7、根据所述机械臂的状态信息,确定所述机械臂的末端执行器的位置增量,以进行恒力接触,并对所述机械臂进行位置控制;所述位置增量包括所述机械臂的末端执行器与所述接触面的力信息。

    8、在其中一些实施例中,所述扰动观测值为多维向量,包括多个关节的扰动观测值;所述碰撞检测阈值包括多个关节的碰撞检测阈值;所述根据所述扰动观测值与碰撞检测阈值的大小关系,确定所述机械臂是否发生物理碰撞包括:

    9、比较扰动观测值与对应的碰撞检测阈值的大小关系;

    10、响应于确定所述扰动观测值大于对应的碰撞检测阈值,确定对应的关节发生物理碰撞。

    11、在其中一些实施例中,所述确定所述物理碰撞是否为与目标操作物的碰撞包括:

    12、获取发生物理碰撞的关节处的物体的图像;

    13、根据所述图像确定所述物理碰撞是否为与目标操作物的碰撞。

    14、在其中一些实施例中,所述方法还包括:响应于确定所述物理碰撞并非与目标操作物的碰撞,确定所述物理碰撞为意外碰撞,控制所述机械臂停止或者逃离碰撞位置。

    15、在其中一些实施例中,所述根据所述机械臂的状态信息,确定所述机械臂的末端执行器的位置增量包括:输入所述机械臂的状态信息至预先训练的策略生成模型中,输出所述机械臂的末端执行器的位置增量。

    16、在其中一些实施例中,所述机械臂为电力巡检机器人的机械臂。

    17、本申请实施例还提供一种机械臂的控制装置,包括扰动观测值获取模块,第一确定模块,第二确定模块状态信息获取模块和控制模块;其中,

    18、所述扰动观测值获取模块,被配置为获取机械臂的扰动观测值;

    19、所述第一确定模块,被配置为根据所述扰动观测值与碰撞检测阈值的大小关系,确定所述机械臂是否发生物理碰撞;

    20、所述第二确定模块,被配置为响应于确定所述机械臂发生物理碰撞,确定所述物理碰撞是否为与目标操作物的碰撞;

    21、所述状态信息获取模块,被配置为响应于确定所述物理碰撞为与目标操作物的碰撞,获取机械臂的状态信息;所述状态信息包括所述机械臂末端执行器与接触面之间的位置信息、速度信息和力信息;

    22、所述控制模块,被配置为根据所述机械臂的状态信息,确定所述机械臂的末端执行器的位置增量,并对所述机械臂进行位置控制;所述位置增量包括所述机械臂的末端执行器与所述接触面的力信息。

    23、本申请实施例还提供一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现如前任意一项所述的方法。

    24、本申请实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质,所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令,所述计算机指令用于使计算机执行如前任一所述方法。

    25、本申请实施例还提供一种计算机程序产品,包括计算机程序指令,当所述计算机程序指令在计算机上运行时,使得计算机执行如前任一项所述的方法。

    26、从上面所述可以看出,本申请提供的机械臂的控制方法,通过获取机械臂的扰动观测值;根据所述扰动观测值与碰撞检测阈值的大小关系,确定所述机械臂是否发生物理碰撞;响应于确定所述机械臂发生物理碰撞,确定所述物理碰撞是否为与目标操作物的碰撞;响应于确定所述物理碰撞为与目标操作物的碰撞,获取机械臂的状态信息;所述状态信息包括所述机械臂末端执行器与接触面之间的位置信息、速度信息和力信息;根据所述机械臂的状态信息,确定所述机械臂的末端执行器的位置增量,并对所述机械臂进行位置控制;所述位置增量包括所述机械臂的末端执行器与所述接触面的力信息,能够自适应地学习和优化碰撞避免策略,能够应对更加复杂和动态的环境,在一定程度上解决传统的碰撞避免系统存在缺乏足够的智能性和灵活性等问题。



    技术特征:

    1.一种机械臂的控制方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的机械臂的控制方法,其特征在于,所述扰动观测值为多维向量,包括多个关节的扰动观测值;所述碰撞检测阈值包括多个关节的碰撞检测阈值;所述根据所述扰动观测值与碰撞检测阈值的大小关系,确定所述机械臂是否发生物理碰撞包括:

    3.根据权利要求2所述的机械臂的控制方法,其特征在于,所述确定所述物理碰撞是否为与目标操作物的碰撞包括:

    4.根据权利要求1或3所述的机械臂的控制方法,其特征在于,所述方法还包括:响应于确定所述物理碰撞并非与目标操作物的碰撞,确定所述物理碰撞为意外碰撞,控制所述机械臂停止或者逃离碰撞位置。

    5.根据权利要求1所述的机械臂的控制方法,其特征在于,所述根据所述机械臂的状态信息,确定所述机械臂的末端执行器的位置增量包括:输入所述机械臂的状态信息至预先训练的策略生成模型中,输出所述机械臂的末端执行器的位置增量。

    6.根据权利要求1所述的机械臂的控制方法,其特征在于,所述机械臂为电力巡检机器人的机械臂。

    7.一种机械臂的控制装置,其特征在于,包括扰动观测值获取模块,第一确定模块,第二确定模块,状态信息获取模块和控制模块;其中,

    8.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任意一项所述的方法。

    9.一种非暂态计算机可读存储介质,所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令,所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1至6任一所述方法。

    10.一种计算机程序产品,包括计算机程序指令,当所述计算机程序指令在计算机上运行时,使得计算机执行如权利要求1至6中任一项所述的方法。


    技术总结
    本申请提供一种机械臂的控制方法及相关设备。控制方法包括:获取机械臂的扰动观测值;根据扰动观测值与碰撞检测阈值的大小关系,确定机械臂是否发生物理碰撞;确定物理碰撞是否为与目标操作物的碰撞;响应于确定物理碰撞为与目标操作物的碰撞,获取机械臂的状态信息;状态信息包括机械臂末端执行器与接触面之间的位置信息、速度信息和力信息;根据机械臂的状态信息,确定机械臂的末端执行器的位置增量,并对机械臂进行位置控制;位置增量包括机械臂的末端执行器与接触面的力信息。能够进行恒力接触,自适应地学习和优化碰撞避免策略,能够应对更加复杂和动态的环境,在一定程度上解决传统的碰撞避免系统存在缺乏足够的智能性和灵活性等问题。

    技术研发人员:赵林林,赵峰,谢可,郭天宇,刘璟,陈刚,邱镇,吴晓峰
    受保护的技术使用者:国网信息通信产业集团有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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