[发明专利]机器人装置

权利要求书

1.一种控制机器人装置的方法，所述机器人装置包括主体、通过一个或多个关节联接到所述主体的末端执行器、以及驱动所述一个或多个关节以控制机器人装置的状态的推进系统，所述方法包括：

对机器人装置施加阻抗控制；

确定末端执行器的参考轨迹；

检测机器人装置上的导致偏离参考轨迹的施加的外力和/或扭矩；

计算要施加到所述一个或多个关节中的一个或多个的调整，以补偿检测到的施加的外力和/或扭矩；和

使用计算的调整来控制所述一个或多个关节，以致动末端执行器并恢复末端执行器的参考轨迹。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括估计由施加的外力和/或扭矩引起的施加到所述一个或多个关节的关节力和/或扭矩。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述调整是要施加到所述一个或多个关节的关节力和/或扭矩。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述检测到的施加外力和/或扭矩是由于作用在所述末端执行器上的外力引起的。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，计算要施加到所述一个或多个关节以补偿施加的外力和/或扭矩的调整包括确定作用在末端执行器上的施加的外力和/或扭矩沿着一轴线的一个或多个分量，以及将调整确定为要施加到所述一个或多个关节以补偿外力和/或扭矩沿着该轴线的一个或多个分量的关节扭矩和/或力。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述轴线是基本上垂直的轴线。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，施加的外力和/或扭矩是由于所述末端执行器承载的负载的重量引起的。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述参考轨迹限定了机器人装置将负载放置在表面上的轨迹，并且其中，所述方法包括当将负载放置在表面上并且作用在末端执行器上的负载的重量减少时，细化该调整以保持参考轨迹。

9.根据权利要求2至8中任一项所述的方法，其中，估计关节力和/或扭矩包括使用来自机器人装置的一个或多个本体感受传感器的数据。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，估计所述关节力和/或扭矩包括使用动量观测器方法。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括确定计算的调整用于控制所述一个或多个关节的速率，并且使用计算的调整控制所述一个或多个关节以恢复末端执行器的参考轨迹包括以所确定的速率调整阻抗控制。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，确定计算的调整用于控制所述一个或多个关节的速率包括对与检测到的施加的外力和/或扭矩相关的信号应用低通滤波器。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：

确定要施加到所述一个或多个关节的重力补偿扭矩，以补偿由于机器人装置的重量而作用在机器人装置上的扭矩；和

使用确定的重力补偿扭矩调整阻抗控制，以控制所述一个或多个关节从而补偿由于机器人装置的重量而作用在机器人装置上的扭矩。

14.一种用于控制机器人装置的控制器，所述机器人装置包括主体、通过一个或多个关节联接到所述主体的末端执行器、以及驱动所述一个或多个关节以控制所述机器人装置的状态的推进系统，所述控制器配置为执行根据权利要求1至13中任一项所述的方法。

15.一组机器可读指令，当由机器人装置的控制器执行时，导致执行根据权利要求1至13中任一项所述的方法。

16.一种机器可读介质，包括根据权利要求15所述的一组机器可读指令。

17.一种机器人装置，包括：

主体；

末端执行器，通过一个或多个关节联接到所述主体；

推进系统，用于驱动所述一个或多个关节以控制所述机器人装置的状态；和

控制器，配置为：

对所述机器人装置施加阻抗控制；

确定所述末端执行器的参考轨迹；

检测机器人装置上的导致偏离参考轨迹的施加的外力和/或扭矩；

计算要施加到所述一个或多个关节中的一个或多个的调整，以补偿检测到的施加的外力和/或扭矩；和

使用计算的调整来控制所述一个或多个关节，以致动末端执行器并恢复末端执行器的参考轨迹。