一种机械臂控制方法、装置、电子设备以及存储介质与流程

本发明涉及机器人控制，尤其涉及一种机械臂控制方法、装置、电子设备以及存储介质。

背景技术：

1、随着科学技术水平的提高，在外科手术领域逐渐发展出手术机械臂。手术场景对手术机械臂绝对定位精度要求极高，但是，机械臂在操作过程中，存在绝对定位误差。因此，通过对机械臂的驱动参数进行校正以尽量的减小定位误差是至关重要的。

2、目前，减少机械臂定位误差的主要方式是：根据机械臂的几何参数、运动学特性的参数与理论值之间的差异进行误差补偿。

3、然而，对于手术机械臂，末端需要连接手术器械，且在操作过程中需要承受较大载荷，而上述误差补偿方式主要考虑补偿机器人几何误差，难以满足手术机械臂的高精定位需求。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种机械臂控制方法、装置、电子设备以及存储介质，以根据不同目标控制对象计算驱动参数补偿量，提高机械臂的定位精度。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种机械臂控制方法，所述机械臂包括至少两个连杆，相邻的两个所述连杆通过关节轴相连，所述机械臂的末端连接目标控制对象，该方法包括：

3、基于机械臂对所述目标控制对象进行位移控制时，获取所述机械臂在当前状态下各所述关节轴对应的初始转动参数，并确定所述目标控制对象在所述初始转动参数作用下的期望位置信息；

4、基于所述初始转动参数、各所述连杆的连杆重量信息以及所述目标控制对象的对象重量信息，确定所述初始转动参数作用下每个所述连杆的连杆重力信息和连杆转矩信息、所述目标控制对象的对象重力信息和对象力矩信息；

5、基于所述期望位置信息、各所述连杆重力信息、各所述连杆转矩信息、所述对象重力信息以及所述对象力矩信息，确定与所述目标控制对象对应的位置偏移信息；

6、基于所述位置偏移信息对各所述初始转动参数进行调整，得到与各所述关节轴对应的目标转动参数，以基于所述目标转动参数控制各所述关节轴进行旋转，以使所述目标控制对象的当前位置信息与所述期望位置信息相匹配。

7、第二方面，本发明实施例还提供了一种机械臂控制装置，该装置包括：

8、初始参数获取模块，用于机械臂对所述目标控制对象进行位移控制时，获取所述机械臂在当前状态下各所述关节轴对应的初始转动参数，并确定所述目标控制对象在所述初始转动参数作用下的期望位置信息；

9、重力信息确定模块，用于基于所述初始转动参数、各所述连杆的连杆重量信息以及所述目标控制对象的对象重量信息，确定在所述初始转动参数作用下每个所述连杆的连杆重力信息和连杆转矩信息、所述目标控制对象的对象重力信息和对象力矩信息；

10、偏移误差确定模块，用于基于所述期望位置信息、各所述连杆重力信息、各所述连杆转矩信息、所述对象重力信息以及所述对象力矩信息，确定与所述目标控制对象对应的位置偏移信息；

11、转动参数补偿模块，用于基于所述位置偏移信息对各所述初始转动参数进行调整，得到与各所述关节轴对应的目标转动参数，以基于所述目标转动参数控制各所述关节轴进行旋转，以使所述目标控制对象的当前位置信息与所述期望位置信息相匹配。

12、第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

13、一个或多个处理器；

14、存储装置，用于存储一个或多个程序，

15、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本发明实施例任一所述的机械臂控制方法。

16、第四方面，本发明实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如本发明实施例任一所述的机械臂控制方法

17、本发明实施例的技术方案，在基于机械臂对目标控制对象进行位移控制时，通过获取机械臂在当前状态下各关节轴对应的初始转动参数，并确定目标控制对象在初始转动参数作用下的期望位置信息，从而，基于初始转动参数、各连杆的连杆重量信息以及目标控制对象的对象重量信息，确定初始转动参数作用下每个连杆的连杆重力信息和连杆转矩信息、目标控制对象的对象重力信息和对象力矩信息，进一步的，基于期望位置信息、各连杆重力信息、各连杆转矩信息、对象重力信息以及对象力矩信息，确定与目标控制对象对应的位置偏移信息，最后，基于位置偏移信息对各初始转动参数进行调整，得到与各关节轴对应的目标转动参数，以基于目标转动参数控制各关节轴进行旋转，以使目标控制对象的当前位置信息与期望位置信息相匹配。本实施例提供的技术方案，考虑了连杆自重和控制对象对机械臂定位精度的影响，可以根据不同目标控制对象计算驱动参数补偿量，提高了机械臂的定位精度。

技术特征：

1.一种机械臂控制方法，所述机械臂包括至少两个连杆，相邻的两个所述连杆通过关节轴相连，所述机械臂的末端连接目标控制对象，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述期望位置信息、各所述连杆重力信息、各所述连杆转矩信息、所述对象重力信息以及所述对象力矩信息，确定与所述目标控制对象对应的位置偏移信息，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定与各所述预设姿态数据对应的靶球实际位置信息，包括：

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述训练样本集对待训练位置误差确定模型进行训练，得到位置误差确定模型，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述目标控制对象的中心位置设置为工具中心点，所述确定所述目标控制对象在所述初始转动参数作用下的期望位置信息，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述初始转动参数、各所述连杆的连杆重量信息以及所述目标控制对象的对象重量信息，确定在所述初始转动参数作用下每个所述连杆的连杆重力信息和连杆转矩信息、所述目标控制对象的对象重力信息和对象力矩信息，包括：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述位置偏移信息对各所述初始转动参数进行调整，得到与各所述关节轴对应的目标转动参数，包括：

9.一种机械臂控制装置，所述机械臂包括至少两个连杆，相邻的两个所述连杆通过关节轴相连，所述机械臂的末端连接目标控制对象，其特征在于，包括：

10.一种电子设备，其特征在于，电子设备包括：

技术总结本发明实施例提供一种机械臂控制方法、装置、电子设备以及存储介质，该方法包括：在机械臂对目标控制对象进行位移控制时，获取机械臂的初始转动参数，并确定目标控制对象在初始转动参数作用下的期望位置信息；基于初始转动参数、各连杆重量信息和对象重量信息，确定每个连杆的连杆重力信息、连杆转矩信息、对象重力信息和对象力矩信息；基于期望位置信息、各连杆重力信息、各连杆转矩信息、对象重力信息以及对象力矩信息，确定位置偏移信息；基于位置偏移信息对初始转动参数进行调整，得到目标转动参数，以基于目标转动参数控制各关节轴进行旋转，考虑连杆和控制对象重量对定位精度的影响，根据不同控制对象计算补偿量，提高了机械臂的定位精度。技术研发人员：麦永锋,尤源,梁湖沂受保护的技术使用者：上海央山医疗科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14