[发明专利]确定机器人的末端执行器的运动轨迹的方法与装置、系统

说明书

本申请提供了确定机器人的末端执行器的运动轨迹的方法，包括：在检测到机器人的末端执行器发生碰撞时，获取末端执行器所遭受的碰撞力；以及基于所获取的碰撞力以及所记录的末端执行器的第一运动轨迹，确定末端执行器的第二运动轨迹。利用该方法，可以实现在碰撞瞬间对机器人及其工作环境的高效保护。

技术领域

本申请通常涉及机器人领域，更具体地，涉及确定机器人的末端执行器的运动轨迹的方法及装置和系统。

背景技术

随着机器人技术的发展，越来越多的行业已经引入了工业机器人，比如六轴工业机器人。在工业机器人领域中，为了实现高工作效率，机器人的移动速度通常都比较快， 机器人与其工作环境(比如，其它机器人、操作人员、物体、所处理的工件)之间很容 易发生碰撞。一旦发生碰撞，比如机器人之间的碰撞或者机器人与处理对象(例如，所 处理的工件)之间的碰撞，可能会导致机器人损坏或处理对象的损坏。高效的机器人碰 撞处理方案将会最大程度地保护机器人及其工作环境，由此减少由于碰撞而导致的停机 或部件更换造成的成本损失。

到目前为止，所提供的机器人碰撞处理方案是基于电流或转矩的碰撞检测方案，并且在检测到发生碰撞后停止机器人所进行的工作。这些应对方案并没有根本性地解决由于碰撞而造成的潜在损失。

发明内容

鉴于上述，本申请提供了确定机器人的末端执行器的运动轨迹的方法及装置。利用该方法及装置，通过在检测到末端执行器发生碰撞后，基于末端执行器所遭受的碰撞 力和所记录的末端执行器在碰撞发生之前的运动轨迹来确定末端执行器在碰撞之后的 运动轨迹，并基于所确定的运动轨迹来控制末端执行器进行移动，可以实现对机器人的 高效保护。

根据本申请的一个方面，提供了确定机器人的末端执行器的运动轨迹的方法，包括：在检测到机器人的末端执行器发生碰撞时，获取所述末端执行器所遭受的碰撞力； 以及基于所获取的碰撞力以及所记录的所述末端执行器的第一运动轨迹，确定所述末端 执行器的第二运动轨迹，其中，所述第一运动轨迹是所述末端执行器发生碰撞前的运动 轨迹，以及所述第二运动轨迹是所述末端执行器发生碰撞后的运动轨迹。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述末端执行器被建模为阻抗控制模型，以及基于所获取的碰撞力以及所记录的所述末端执行器的第一运动轨迹，确定所述末端执行器的第二运动轨迹可以包括：基于所获取的碰撞力以及所记录的所述末端执行器的第一运动轨迹，利用所述阻抗控制模型来确定所述末端执行器的第二运动轨迹。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述运动轨迹中的每个轨迹点具有包括该轨迹点的位置向量、速度向量和加速度向量的运动轨迹信息，以及所述阻抗控制模型为其中，f_collision是所述末端执行器在受到碰撞时所遭受的碰撞力，X 是由所述碰撞力产生的所述末端执行器的位移向量，和分别是由所述碰撞力产生的 所述末端执行器的速度向量和加速度向量，M是所述末端执行器的转动惯量矩阵，B是 所述末端执行器的阻尼矩阵，以及K是所述末端执行器的刚度矩阵。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述方法还可以包括：配置在所述阻抗控制模型下所述末端执行器的转动惯量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵。