[发明专利]用于机器人的变导纳控制方法以及系统

权利要求书

1.一种用于机器人的变导纳控制方法，其特征在于，所述变导纳控制方法包括如下步骤：

检测施加在所述机器人上的操作力；

利用所述操作力以及预设导纳参数计算所述机器人的期望加速度，所述预设导纳参数包括预设虚拟阻尼以及预设虚拟质量；

判断所述期望加速度与所述机器人的当前运行速度是否具有相同的方向；

若判断结果为是，则根据第一虚拟阻尼以及第一虚拟质量调整所述机器人的所述当前运行速度，以使所述机器人具有第一期望速度，其中，所述第一虚拟阻尼小于所述预设虚拟阻尼，所述第一虚拟质量小于所述预设虚拟质量。

2.如权利要求1所述的用于机器人的变导纳控制方法，其特征在于，所述变导纳控制方法还包括如下步骤：

判断所述第一期望速度是否大于第一预设速度饱和值；

若判断结果为是，则控制所述机器人停止运动；

若判断结果为否，则控制所述机器人的所述当前运行速度改变为所述第一期望速度。

3.如权利要求1或2所述的用于机器人的变导纳控制方法，其特征在于，

利用如下公式计算得到所述第一虚拟阻尼：

利用如下公式计算得到所述第一虚拟质量：

其中，c_v1为所述第一虚拟阻尼，c_f为所述预设虚拟阻尼，c_min预设的最小虚拟阻尼；m_f为所述预设虚拟质量，为所述期望加速度，为预设的最大加速度，m_v1为所述第一虚拟质量。

4.如权利要求1所述的用于机器人的变导纳控制方法，其特征在于，所述变导纳控制方法还包括如下步骤：

若判断结果为否，则根据第二虚拟阻尼以及第二虚拟质量调整所述机器人的所述当前运行速度，以使所述机器人具有第二期望速度，其中，所述第二虚拟阻尼大于所述预设虚拟阻尼，所述第二虚拟质量小于预设虚拟质量。

5.如权利要求4所述的用于机器人的变导纳控制方法，其特征在于，

利用如下公式计算得到所述第二虚拟阻尼：

利用如下公式计算得到所述第二虚拟质量：

其中，c_v2为所述第二虚拟阻尼，c_f为所述预设虚拟阻尼，c_max为预设的最大虚拟阻尼；m_f为所述预设虚拟质量，为所述期望加速度，为预设的最大加速度，m_v2为所述第二虚拟质量，β为动态性能参数，γ为平滑度参数，0<β<1，0<γ<1。

6.如权利要求1所述的用于机器人的变导纳控制方法，其特征在于，所述利用所述操作力以及预设导纳参数计算所述机器人的期望加速度的步骤具体包括：

根据零阶保持计算得到所述操作力对应的期望速度，计算公式为：

根据所述期望速度计算得到所述期望加速度，计算公式为：

其中，k为采样时刻，f_h(k)为k时刻的操作力，为期望速度，为期望加速度，T_s为采样时间，为所述机器人的当前运行速度；c_f为所述预设虚拟阻尼；m_f为所述预设虚拟质量。

7.一种用于机器人的变导纳控制系统，其特征在于，所述变导纳控制系统包括：

操作力检测模块，用于检测施加在所述机器人上的操作力；

计算模块，利用所述操作力以及预设导纳参数计算所述机器人的期望加速度，所述预设导纳参数包括预设虚拟阻尼以及预设虚拟质量；

第一判断模块，用于判断所述期望加速度与所述机器人的当前运行速度是否具有相同的方向；

若判断结果为是，则调用第一速度调整模块，所述第一速度调整模块用于根据第一虚拟阻尼以及第一虚拟质量调整所述机器人的所述当前运行速度，以使所述机器人具有第一期望速度，其中，所述第一虚拟阻尼小于所述预设虚拟阻尼，所述第一虚拟质量小于所述预设虚拟质量。