[发明专利]机械臂的限位保护方法、装置及机器人

权利要求书

1.一种机械臂的限位保护方法，其特征在于，包括：

获取机械臂的关节的当前角度值和当前运动参数；其中，关节的运动参数为所述关节的力矩参数、速度参数或角加速度参数中的任意一种；

根据所述关节的当前角度值确定当前的安全运动参数范围；其中，在所述关节的可活动范围内，所述关节的每个角度值都一一对应一个安全运动参数范围；

当所述关节的当前运动参数超出所述当前的安全运动参数范围时，控制所述关节制动；

所述根据所述关节的当前角度值确定当前的安全运动参数范围，具体包括：

根据预设的第一映射关系确定所述当前角度值下的安全运动参数范围的上限值；其中，当所述关节的角度值大于预设的角度门限值，且越接近所述关节的可活动范围的上边界值时，根据所述第一映射关系所确定的安全运动参数范围的上限值的绝对值越小；

根据预设的第二映射关系确定所述当前角度值下的安全运动参数范围的下限值；其中，当所述关节的角度值小于预设的角度门限值，且越接近所述关节的可活动范围的下边界值时，根据所述第二映射关系所确定的安全运动参数范围的下限值的绝对值越小；

其中，所述第一映射关系具体为：且

所述第二映射关系具体为：

其中，为所述安全运动参数范围的上限值，为所述安全运动参数范围的下限值，qi为所述关节的角度值，为预设的运动参数范围的上限值，为预设的运动参数范围的下限值，为所述关节的可活动范围的上边界值，为所述关节的可活动范围的下边界值，为预设的角度门限值，α为预设的曲率系数，且α大于0；

或，所述第一映射关系具体为：且

所述第二映射关系具体为：

其中，为所述安全运动参数范围的上限值，为所述安全运动参数范围的下限值，qi为所述关节的角度值，为预设的运动参数范围的上限值，为预设的运动参数范围的下限值，为所述关节的可活动范围的上边界值，为所述关节的可活动范围的下边界值，为预设的角度门限值，β为预设的曲率系数，且β不等于0。

2.如权利要求1所述的机械臂的限位保护方法，其特征在于，所述当所述关节的当前运动参数超出所述当前的安全运动参数范围时，控制所述关节制动，具体包括：

当所述关节的当前运动参数超出所述当前的安全运动参数范围时，将所述当前角度值作为所述关节的停止角度值；

根据所述停止角度值控制所述关节制动，以使所述关节静止在所述停止角度值所对应的位置。

3.如权利要求2所述的机械臂的限位保护方法，其特征在于，所述根据所述停止角度值控制所述关节制动，具体包括：

根据所述停止角度值生成制动信号；所述制动信号的计算公式为：其中，为制动信号，k_v为预设的微分增益参数，k_q为预设的比例增益参数，ω_i(t)为所述关节的当前角速度，q_i(t)为所述关节的当前角度值，为所述停止角度值；

根据所述制动信号控制所述关节制动。

4.如权利要求1至3任一项所述的机械臂的限位保护方法，其特征在于，所述关节的运动参数为所述关节的力矩参数、速度参数或角加速度参数中的任意一种，并且，所述预设的角度门限值等于所述关节的可活动范围的上边界值和下边界值的和的一半。