[发明专利]一种轮式机器人的力控制方法、装置及轮式机器人

说明书

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种轮式机器人的力控制方法、装置及轮式机器人。本发明所述轮式机器人的力控制装置，包括期望转速生成部，其用于根据车身的期望速度生成车轮的期望转速；期望牵引力生成部，其用于生成车轮的期望牵引力；期望车轮力矩生成部，其用于根据期望转速和期望牵引力生成车轮的期望力矩；转速误差生成部，其用于根据实时转速和期望转速生成转速误差；牵引力误差生成部，其用于根据实时牵引力和期望牵引力生成牵引力误差；控制律生成部，其用于根据牵引力误差、转速误差和期望力矩生成车轮力速混合控制律，车轮力速混合控制律用于车轮的力跟踪控制或者速度跟踪控制。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体而言，涉及一种轮式机器人的力控制方法、装置及轮式机器人。

背景技术

对于轮式机器人的运动的控制而言，通常以整机作为被控对象，但是对于多轮的轮式机器人，其在运动过程中，不同车轮的运动可能不同，不同的车轮之间的内力可能会相互干涉，对彼此的运动产生阻碍，导致轮式机器人的驱动效率降低。

发明内容

本发明解决的问题是针对轮式机器人的控制进行改进，使不同车轮之间的干涉减小，提高所述轮式机器人的驱动效率。

为解决上述问题，本发明提供一种轮式机器人的力控制装置，包括转速采集部，其用于获取车轮的实时转速；力采集部，其用于获取所述车轮的实时牵引力；期望转速生成部，其用于根据车身的期望速度生成所述车轮的期望转速；期望牵引力生成部，其用于生成所述车轮的期望牵引力；期望车轮力矩生成部，其用于根据所述期望转速和所述期望牵引力生成所述车轮的期望力矩；转速误差生成部，其用于根据所述实时转速和所述期望转速生成转速误差；牵引力误差生成部，其用于根据所述实时牵引力和所述期望牵引力生成牵引力误差；控制律生成部，其用于根据所述牵引力误差、所述转速误差和所述期望力矩生成车轮力速混合控制律，所述车轮力速混合控制律用于所述车轮的力跟踪控制或者速度跟踪控制。

可选地，所述实时转速和所述期望转速用于所述车轮转速的负反馈调节。

可选地，所述实时牵引力和所述期望牵引力用于所述车轮期望牵引力的负反馈调节。

可选地，所述车轮有多对，所述车轮力速混合控制律用于对其中一对所述车轮进行转速跟踪控制，并对其余所述车轮进行牵引力跟踪控制，以实现对所述车身的速度控制，使得不同所述车轮之间的相互阻碍作用力最小化。

可选地，还包括转速开关矩阵生成部，其用于生成转速误差结合矩阵，所述控制律生成部还根据所述转速误差结合矩阵判断是否对所述车轮进行转速跟踪控制；还包括力开关矩阵生成部，其用于生成牵引力误差结合矩阵，所述控制律生成部还根据所述牵引力误差结合矩阵判断是否对所述车轮进行牵引力跟踪控制。

可选地，还包括开关矩阵生成部，其用于生成误差结合矩阵，所述控制律生成部还根据所述误差结合矩阵对所述车轮进行转速跟踪控制或牵引力跟踪控制。

可选地，还包括速度采集部，其用于获取车身的实时速度；所述实时速度和所述期望速度用于对所述车身速度的负反馈调节。

可选地，所述力采集部还用于获取所述车轮的实时法向力，还包括力分配生成部，其用于根据所述实时牵引力和所述实时法向力生成力分配矩阵，所述期望牵引力生成部还用于根据所述力分配矩阵生成不同所述车轮的期望牵引力。

相比于现有技术，本发明所述的轮式机器人的力控制装置的有益效果是：

通过对所述车轮的实时转速和实时牵引力的获取，并根据期望转速、期望牵引力生成所述车轮的期望力矩，通过转速误差、牵引力误差和期望力矩生成车轮的力速混合控制律，通过所述力速混合控制律对车轮的力或者速度进行跟踪控制，实现了对轮式机器人的车轮的力速混合控制，便于对轮式机器人的控制方式进行力控制或者速度控制的切换，提高车轮的驱动效率。