[发明专利]一种双机器人协同搬运的控制方法及装置

说明书

本发明涉及一种双机器人协同搬运的控制方法，应用于一双机器人协同系统，包括主从二机器人，主从二机器人均包含用以共同夹持待搬运工件的末端执行器，所述方法用于对所述末端执行器相对于所述工件的位置和作用力进行控制；所述方法包括：主从机器人采用主从协同控制模式，主机器人按照预设工况轨迹独立运动，从机器人固定在所述主机器人的相对位置；依据环境约束，获取主从机器人相对工件的期望位置和期望作用力；采集主从机器人实时的位置和作用力，基于改进的PID算法，对位置和作用力进行修正，从而产生主从机器人实际输出的位置和作用力。本发明能够精确控制双机器人末端执行器相对于工件的位置和输出力，提高了控制精度和系统作业的稳定性。

技术领域

本发明涉及多机器人协同控制技术领域，尤其是涉及一种双机器人协同搬运的控制方法及装置。

背景技术

多机器人系统是机器人学研究的一个重要方向，其具备单机器人系统所没有的优势。在多任务复杂工况下，多个机器人自由协同、最优匹配，实现更好的系统冗余度与鲁棒性。双机器人协同作业是多机器人系统的一个重要分支，适用于多路径焊接、重载搬运、工件装配等多种工况，工业应用前景广泛。

目前，机器人工业制造向精密化、灵敏化、柔性化发展，对控制系统的追踪精度和同步性能提出了更高的要求。发明人在研究中发现，在双机器人协作搬运工件的应用场景中，双机器人协同运动的轨迹规划、双机器人末端执行器相对于工件的位置协调校准、误差补偿，以及双机器人末端执行器输出力的控制是要解决的关键技术问题，也是传统技术中的一个难点。

发明内容

有鉴于此，有必要针对上述的问题，提供一种双机器人协同搬运的控制方法及装置，能够在双机器人协作搬运的实际工况下，精确控制双机器人末端执行器相对于工件的位置和输出力，提高了控制精度和系统作业的稳定性。

一种双机器人协同搬运的控制方法，应用于一双机器人协同系统，所述系统包括主从二机器人，所述主从二机器人均包含用以共同夹持待搬运工件的末端执行器，所述方法用于对所述末端执行器相对于所述工件的位置和作用力进行控制；所述方法包括：

主从机器人采用主从协同控制模式，主机器人按照预设工况轨迹独立运动，从机器人固定在所述主机器人的相对位置；

依据环境约束，获取主从机器人相对工件的期望位置和期望作用力；

采集主从机器人实时的位置和作用力，基于改进的PID算法，对位置和作用力进行修正，从而产生主从机器人实际输出的位置和作用力。

在所述采集主从机器人实时的位置和作用力，基于改进的PID算法，对位置和作用力进行修正，从而产生主从机器人实际输出的位置和作用力的步骤中，所述方法包括：

所述主机器人和所述从机器人采用不同的控制策略；所述主机器人采用位置控制策略，通过位置反馈信号，施加基于位置误差的比例微分控制律，输出作用力；所述从机器人采用阻尼控制策略，通过作用力反馈信号，施加基于作用力误差的比例微分控制律，输出末端执行器相对工件的速度修正量。

所述方法包括：在所述主机器人的位置控制策略中，采用基于模糊自适应控制算法，依据位置误差及其变化率，对位置控制策略中比例系数与微分系数进行寻优。

所述方法包括：在所述从机器人的阻尼控制策略中，采用优化细菌觅食算法对阻尼控制策略中的比例系数和微分系数进行趋化性、群聚、繁殖、消除与扩散四步骤的迭代操作，实现参数寻优。

一种双机器人协同搬运的控制装置，包括轨迹控制模块、预期获取模块以及改进PID控制模块；

所述轨迹控制模块，用于控制主机器人按照预设工况轨迹独立运动，将从机器人固定在所述主机器人的相对位置；

预期获取模块，用于依据环境约束，获取主从机器人相对工件的期望位置和期望作用力；