【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請實(shí)施例屬于機(jī)械臂，特別是涉及一種機(jī)械臂的控制方法、裝置及機(jī)械臂。
技術(shù)介紹
1、在醫(yī)療
，使用機(jī)器人輔助進(jìn)行手術(shù)可以提高手術(shù)的精準(zhǔn)度和安全性，實(shí)現(xiàn)手術(shù)的可視化，為微創(chuàng)手術(shù)等非傳統(tǒng)類型手術(shù)的順利實(shí)施創(chuàng)造條件。
2、為了保證醫(yī)生和機(jī)器人的安全交互，保障患者安全，在使用機(jī)器人輔助進(jìn)行手術(shù)的過程中，通常使用阻抗控制模式對機(jī)器人進(jìn)行控制。手術(shù)中不同的組織類型、結(jié)構(gòu)或彈性特性可能需要不同的力量和壓力來進(jìn)行操作，通過阻抗控制，可以使機(jī)器人在手術(shù)過程中具有更好的靈活性和適應(yīng)性，能夠根據(jù)組織的反應(yīng)調(diào)整力量和壓力，以適應(yīng)不同的手術(shù)需求。
3、基于經(jīng)典控制理論的阻抗控制，在完成復(fù)雜的接觸任務(wù)時(shí)控制效果存在局限性。具體地，機(jī)器人主要依靠動(dòng)力學(xué)運(yùn)算來保證運(yùn)行的穩(wěn)定性，這依賴于準(zhǔn)確的傳感器反饋值和準(zhǔn)確的機(jī)械臂末端負(fù)載重力參數(shù)。如果這兩者數(shù)據(jù)存在偏差，將會導(dǎo)致機(jī)械臂末端受力不平衡，在機(jī)械臂各個(gè)關(guān)節(jié)剛度系數(shù)設(shè)置為0，且沒有外力作用的情況下，機(jī)械臂很容易出現(xiàn)非預(yù)期的運(yùn)動(dòng)。通過增加各個(gè)關(guān)節(jié)的剛度系數(shù)，可以讓機(jī)器人的機(jī)械臂穩(wěn)定在設(shè)定位置附近?，F(xiàn)有技術(shù)中，主流的解決方案是通過在機(jī)器人上設(shè)置一個(gè)鎖定和解鎖的功能鍵，用人為觸發(fā)的方式來切換不同的剛度系數(shù)，以此達(dá)到鎖定或解鎖的目的。這種方式雖然能夠解決問題，但是操作較為不便，降低了手術(shù)過程中的控制效率，也容易對手術(shù)進(jìn)程帶來不利影響。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本申請實(shí)施例提供了一種機(jī)械臂的控制方法、裝置及機(jī)械臂，用以自動(dòng)地對機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)和受
2、本申請實(shí)施例的第一方面提供了一種機(jī)械臂的控制方法，所述機(jī)械臂包括多個(gè)關(guān)節(jié)，每個(gè)所述關(guān)節(jié)上均安裝有位置傳感器和力矩傳感器，所述方法包括：
3、基于所述位置傳感器和所述力矩傳感器，監(jiān)測所述機(jī)械臂在第一時(shí)刻的第一狀態(tài)；
4、獲取所述機(jī)械臂在第二時(shí)刻的第二狀態(tài)，所述第二時(shí)刻是所述第一時(shí)刻的上一時(shí)刻；
5、若所述第一狀態(tài)與所述第二狀態(tài)不同，則對所述機(jī)械臂的關(guān)節(jié)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。
6、可選地，所述基于所述位置傳感器和所述力矩傳感器，監(jiān)測所述機(jī)械臂在第一時(shí)刻的第一狀態(tài)，包括：
7、采用所述位置傳感器獲取所述機(jī)械臂在所述第一時(shí)刻的關(guān)節(jié)位置信息；
8、采用所述力矩傳感器獲取所述機(jī)械臂在所述第一時(shí)刻的力矩值，所述力矩值用于經(jīng)轉(zhuǎn)換后得到機(jī)械臂末端的受力信息和力矩信息；
9、基于所述關(guān)節(jié)位置信息、所述機(jī)械臂末端的受力信息和力矩信息，確定所述機(jī)械臂在所述第一時(shí)刻的第一狀態(tài)。
10、可選地，所述采用所述位置傳感器獲取所述機(jī)械臂在所述第一時(shí)刻的關(guān)節(jié)位置信息，包括：
11、采用每個(gè)所述關(guān)節(jié)上安裝的位置傳感器分別獲取所述機(jī)械臂的每個(gè)所述關(guān)節(jié)在所述第一時(shí)刻的關(guān)節(jié)位置信息。
12、可選地，所述采用所述力矩傳感器獲取所述機(jī)械臂在所述第一時(shí)刻的力矩值，所述力矩值用于經(jīng)轉(zhuǎn)換后得到機(jī)械臂末端的受力信息和力矩信息，包括：
13、采用每個(gè)所述關(guān)節(jié)上安裝的力矩傳感器分別獲取所述機(jī)械臂的每個(gè)所述關(guān)節(jié)在所述第一時(shí)刻的力矩值；
14、根據(jù)獲取到的所述力矩值計(jì)算所述機(jī)械臂末端的受力信息和力矩信息。
15、可選地，所述基于所述關(guān)節(jié)位置信息、所述機(jī)械臂末端的受力信息和力矩信息，確定所述機(jī)械臂在所述第一時(shí)刻的第一狀態(tài)，包括：
16、若所述機(jī)械臂的任一所述關(guān)節(jié)的所述關(guān)節(jié)位置信息、所述機(jī)械臂末端的受力信息或力矩信息的變動(dòng)值大于預(yù)設(shè)閾值，則判定所述機(jī)械臂在所述第一時(shí)刻的第一狀態(tài)為移動(dòng)狀態(tài)；
17、若所述機(jī)械臂的任一所述關(guān)節(jié)的所述關(guān)節(jié)位置信息、所述受力信息和所述力矩信息的變動(dòng)值均小于或等于預(yù)設(shè)閾值，則判定所述機(jī)械臂在所述第一時(shí)刻的第一狀態(tài)為靜止?fàn)顟B(tài)。
18、可選地，所述對所述機(jī)械臂的關(guān)節(jié)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，包括：
19、當(dāng)所述機(jī)械臂由移動(dòng)狀態(tài)切換至靜止?fàn)顟B(tài)，則增大所述機(jī)械臂的關(guān)節(jié)參數(shù)；
20、當(dāng)所述機(jī)械臂由靜止?fàn)顟B(tài)切換至移動(dòng)狀態(tài)，則減小所述機(jī)械臂的關(guān)節(jié)參數(shù)。
21、可選地，所述關(guān)節(jié)參數(shù)包括每個(gè)所述關(guān)節(jié)上的剛度系數(shù)或彈性系數(shù)中的至少一種。
22、本申請實(shí)施例的第二方面提供了一種機(jī)械臂的控制裝置，所述機(jī)械臂包括多個(gè)關(guān)節(jié)，每個(gè)所述關(guān)節(jié)上均安裝有位置傳感器和力矩傳感器，所述裝置包括：
23、監(jiān)測模塊，用于基于所述位置傳感器和所述力矩傳感器，監(jiān)測所述機(jī)械臂在第一時(shí)刻的第一狀態(tài)；
24、獲取模塊，用于獲取所述機(jī)械臂在第二時(shí)刻的第二狀態(tài)，所述第二時(shí)刻是所述第一時(shí)刻的上一時(shí)刻；
25、控制模塊，用于若所述第一狀態(tài)與所述第二狀態(tài)不同，則對所述機(jī)械臂的關(guān)節(jié)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。
26、本申請實(shí)施例的第三方面提供了一種機(jī)械臂，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述第一方面任一項(xiàng)所述的機(jī)械臂的控制方法。
27、本申請實(shí)施例的第四方面提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)存儲有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述第一方面任一項(xiàng)所述的機(jī)械臂的控制方法。
28、本申請實(shí)施例的第五方面提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，使得所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述第一方面任一項(xiàng)所述的機(jī)械臂的控制方法。
29、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請實(shí)施例具有以下有益效果：
30、本申請實(shí)施例，通過在機(jī)械臂的各個(gè)關(guān)節(jié)上安裝位置傳感器和力矩傳感器，可以利用位置傳感器和力矩傳感器采樣得到的數(shù)據(jù)確定機(jī)械臂在各個(gè)時(shí)刻的狀態(tài)，例如第一時(shí)刻的第一狀態(tài)。在獲取第一時(shí)刻的上一時(shí)刻，也即第二時(shí)刻機(jī)械臂的第二狀態(tài)后，控制設(shè)備可以對第一狀態(tài)與第二狀態(tài)進(jìn)行比較。如果第一狀態(tài)與第二狀態(tài)不同，可以表示機(jī)械臂在此過程中發(fā)生了狀態(tài)改變?？刂圃O(shè)備可以根據(jù)狀態(tài)改變情況的不同，針對性地對機(jī)械臂的關(guān)節(jié)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及受力狀態(tài)的自動(dòng)監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測到的狀態(tài)自動(dòng)地調(diào)整關(guān)節(jié)參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對機(jī)械臂的鎖定及解鎖操作的自動(dòng)化控制，簡化了使用者鎖定或解鎖機(jī)械臂的操作步驟，提升了人機(jī)協(xié)作的效率。
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1.一種機(jī)械臂的控制方法，其特征在于，所述機(jī)械臂包括多個(gè)關(guān)節(jié)，每個(gè)所述關(guān)節(jié)上均安裝有位置傳感器和力矩傳感器，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述位置傳感器和所述力矩傳感器，監(jiān)測所述機(jī)械臂在第一時(shí)刻的第一狀態(tài)，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用所述位置傳感器獲取所述機(jī)械臂在所述第一時(shí)刻的關(guān)節(jié)位置信息，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用所述力矩傳感器獲取所述機(jī)械臂在所述第一時(shí)刻的力矩值，所述力矩值用于經(jīng)轉(zhuǎn)換后得到機(jī)械臂末端的受力信息和力矩信息，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述關(guān)節(jié)位置信息、所述機(jī)械臂末端的受力信息和力矩信息，確定所述機(jī)械臂在所述第一時(shí)刻的第一狀態(tài)，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述對所述機(jī)械臂的關(guān)節(jié)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述關(guān)節(jié)參數(shù)包括每個(gè)所述關(guān)節(jié)上的剛度系數(shù)或彈性系數(shù)中的至少一種。
8.一種機(jī)械臂的控制
9.一種機(jī)械臂，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的機(jī)械臂的控制方法。
10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)存儲有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的機(jī)械臂的控制方法。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種機(jī)械臂的控制方法，其特征在于，所述機(jī)械臂包括多個(gè)關(guān)節(jié)，每個(gè)所述關(guān)節(jié)上均安裝有位置傳感器和力矩傳感器，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述位置傳感器和所述力矩傳感器，監(jiān)測所述機(jī)械臂在第一時(shí)刻的第一狀態(tài)，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用所述位置傳感器獲取所述機(jī)械臂在所述第一時(shí)刻的關(guān)節(jié)位置信息，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用所述力矩傳感器獲取所述機(jī)械臂在所述第一時(shí)刻的力矩值，所述力矩值用于經(jīng)轉(zhuǎn)換后得到機(jī)械臂末端的受力信息和力矩信息，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述關(guān)節(jié)位置信息、所述機(jī)械臂末端的受力信息和力矩信息，確定所述機(jī)械臂在所述第一時(shí)刻的第一狀態(tài)，包括：<...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孟李艾俐，王夢龍，劉婷婷，張帥，譚志強(qiáng)，
申請(專利權(quán))人：骨圣元化機(jī)器人深圳有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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