[发明专利]人机相互作用机械臂的控制方法

摘要

人机相互作用机械臂的控制方法，它涉及机械臂在未知环境工作过程中的一种安全控制方法，解决了现有机械手在与人类紧密接触工作时不能准确的对工作环境建模而造成对人类产生误伤害的问题。本发明机械臂控制器通过关节传感器实时采集关节位置并利用正运动学将关节位置q转换为笛卡尔位置x；计算具有笛卡尔力反馈的实时轨迹规划x_pg；机械臂控制器通过关节传感器实时采集关节扭矩τ，且通过笛卡尔阻抗控制计算出期望扭矩τ_r；通过电机动态性补偿计算机械臂关节的输入扭矩τ_m。本发明可有效的检测来自机械臂各个关节的力，当接触对象时，机械臂能够柔顺的接触；当碰撞发生时，机械臂能够保证各方向的接触力在期望力范围内，从而保证机械臂和操作对象的安全。

主权项

1、人机相互作用机械臂的控制方法，其特征在于它由以下步骤完成：一、通过CAD建模准确计算出机械臂的运动学和动力学参数；二、通过基于位置的轨迹规划给定机械臂的末端期望轨迹x_d、给定机械臂末端的期望接触力F_cd和机械臂的阻抗参数；三、机械臂控制器通过关节传感器实时采集关节的位置q、速度和加速度并利用正运动学将关节的位置q、速度和加速度转换为笛卡尔位置x、速度和加速度，且根据笛卡尔阻抗控制公式计算预接触力四、通过基于力跟踪的轨迹规划计算具有笛卡尔力反馈的实时轨迹规划x_pg；五、机械臂控制器通过关节传感器实时采集关节扭矩τ，且通过笛卡尔阻抗控制计算出期望扭矩τ_r；六、通过电机动态性补偿计算机械臂关节的输入扭矩τ_m。