[发明专利]一种基于关节位置控制器的机器人末端力控制方法

摘要

本发明一种基于关节位置控制器的机器人末端力控制方法，将机器人末端与目标之间的接触力作为输入，基于机器人的关节位置控制器，通过对机器人各关节的角度控制实现对机器人末端的力控制，包括根据机器人末端运动的起点和终点位置，及机器人逆运动学方程，计算与机器人末端位置对应的机器人各关节起始和终止角度；根据得到的机器人各关节起始和终止角度，及多项式插值方程，计算机器人各关节运动的连续角度函数；根据得到的各关节运动的连续角度函数，及机器人末端所受的接触力，计算机器人关节位置控制器控制信号。该方法既保证了机器人末端运动的位置精度，又避免了机器人末端与外界的接触力过大，并可以通过控制参数设定接触力大小。

主权项

1.一种基于关节位置控制器的机器人末端力控制方法，其特征在于：包括以下步骤：1)将期望的机器人末端运动的起点位置矢量po和终点位置矢量pt，代入机器人的逆运动学方程，分别计算得出机器人每个关节运动的起始角度矢量θo和终止角度矢量θt；2)根据步骤1)得到的每个关节运动的起始角度矢量θo和终止角度矢量θt，通过多项式插值计算得出连续的关节运动角度函数，函数输入为时间计数t，函数输出为关节角度θ(t)；3)设定期望接触力fd，其中期望接触力fd包括最大期望接触力fdmax和最小期望接触力fdmin；4)接触力控制环节将机器人末端与目标的实际接触力f与步骤3设定的期望接触力fd比较，如果f>fdmax，则时间计数t增加Δt，Δt为机器人控制指令的执行周期；如果f5)将步骤4)得到的时间计数t，代入到步骤2)得到的关节运动角度函数，计算得出期望关节角度θ；6)将步骤5)得到期望关节角度θ作为控制指令发送给机器人的关节位置控制器，关节位置控制器根据控制指令控制机器人各关节运动。