CN112025699B

CN112025699B - 确定机器人运行参数的方法和装置以及机器人的控制系统

Info

Publication number: CN112025699B
Application number: CN202010707557.4A
Authority: CN
Inventors: 刘宗扬; 应坤; 苏志伟; 李飞; 伍义阳
Original assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Current assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Priority date: 2020-07-21
Filing date: 2020-07-21
Publication date: 2022-04-05
Anticipated expiration: 2040-07-21
Also published as: CN112025699A

Abstract

本发明公开了一种确定机器人运行参数的方法和装置以及机器人的控制系统。该发明包括：获取步骤：获取机器人的目标电机的电流值；运算步骤：将电流值与预设电流值作差以获得电流差值；重复步骤：重复获取步骤和运算步骤直到获得的电流差值处于预设范围内，则将电流值对应的运动参数确定为目标运行参数。通过本发明，解决了相关技术中机器人的运动参数设置较为复杂的技术问题。

Description

确定机器人运行参数的方法和装置以及机器人的控制系统

技术领域

本发明涉及机器人控制领域，具体而言，涉及一种确定机器人运行参数的方法和装置以及机器人的控制系统。

背景技术

相关技术中，工业机器人运用范围越来越广，需求的相对专业的操作人员也越来越多。站在机器人生产者的角度而言，我们当然希望操作人员有相当的能力以正确的、高效的方法使用机器人，但是站在操作人员的角度而言，人们当然希望一系列傻瓜操作就可以完成事情。因此，一种方便操作的机器人十分重要。

当前，机器人越来越追求高速、高精度的效果。而我们知道，各项参数都对机器人的性能有一定的影响。因此，我们往往花费大量的时间的精力去调整各项参数，就机器人运行参数而言，一般操作都需要填写指令的速度、加速度、减速度。一般操作员而言，当然不会去想去填写速度参数，往往使用默认值。一般而言，设计者在不知道实际工况的情况下默认值会有所保留，这在一定程度上限制了机器人的速度。

针对相关技术中存在的上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种确定机器人运行参数的方法和装置以及机器人的控制系统，以解决相关技术中机器人的运动参数设置较为复杂的技术问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种确定机器人运行参数的方法。该发明包括：获取步骤：获取机器人的目标电机的电流值；运算步骤：将电流值与预设电流值作差以获得电流差值；重复步骤：重复获取步骤和运算步骤直到获得的电流差值处于预设范围内，则将电流值对应的运动参数确定为目标运行参数。

可选地，在获取机器人的目标电机的电流值之前，该方法包括：确定预设运动参数，并依据预设运动参数控制机器人的目标轴关节按照运动线路运行多次以获得对应的多条运动曲线，其中，目标电机带动目标轴关节运动，运动曲线用于表征目标电机的电流变化。

可选地，获取机器人的目标电机的电流值包括：处理多条运动曲线，以获得多条运动曲线对应的多个电流值，其中，电流值至少包括电流平均值和电流峰值；计算多个电流值的平均值，将平均值确定为目标电机的电流值。

可选地，在重复获取步骤和运算步骤直到获得的电流差值处于预设范围内，则将电流值对应的运动参数确定为目标运行参数之前，该方法还包括：依据电流差值，判断电流值与预设电流值的大小；如果电流值大于预设电流值，则将预设运动参数调小；如果电流值小于预设电流值，则将预设运动参数调大。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种确定机器人运行参数的装置。该装置包括：获取单元，用于执行获取步骤以获取机器人的目标电机的电流值；作差单元，用于执行运算步骤以将电流值与预设电流值作差以获得电流差值；第一确定单元，用于重复获取步骤和运算步骤直到获得的电流差值处于预设范围内，则将电流值对应的运动参数确定为目标运行参数。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种机器人的控制系统。该控制系统包括：控制系统包括运动执行机构、参数回馈模块和参数处理模块，运动执行机构中包含有多个轴关节，运动执行机构，确定预设运动参数，并依据预设运动参数获取机器人的目标轴关节对应的目标电机的电流值；参数处理模块，用于将电流值与预设电流值作差以获得电流差值；参数回馈模块，用于获取目标电机的实时电流值，并依据电流值对预设运动参数进行调整以使电流差值处于预设范围内。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种“计算机可读存储介质”或“非易失性存储介质”，其中，“计算机可读存储介质”或“非易失性存储介质”包括存储的程序，其中，在程序运行时控制“计算机可读存储介质”或“非易失性存储介质”所在设备执行上述一种确定机器人运行参数的方法。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种处理器，其中，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述一种确定机器人运行参数的方法。

通过本发明，采用以下步骤：获取步骤：获取机器人的目标电机的电流值；运算步骤：将电流值与预设电流值作差以获得电流差值；重复步骤：重复获取步骤和运算步骤直到获得的电流差值处于预设范围内，则将电流值对应的运动参数确定为目标运行参数解决了相关技术中机器人的运动参数设置较为复杂的技术问题，达到了提高机器人参数设置智能型的技术效果。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例提供的一种确定机器人运行参数的方法的流程图。

图2是根据本发明实施例提供的一种机器人的控制系统的示意图。

图3是根据本发明实施例提供的一种确定机器人运行参数的装置的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本发明的实施例，提供了一种确定机器人运行参数的方法。

图1是根据本发明实施例提供的一种确定机器人运行参数的方法的流程图。如图1所示，该发明包括以下步骤：

获取步骤S101：获取机器人的目标电机的电流值；

运算步骤S102：将电流值与预设电流值作差以获得电流差值；，

重复步骤S103：重复获取步骤和运算步骤直到获得的电流差值处于预设范围内，则将电流值对应的运动参数确定为目标运行参数。

本申请提供了一种确定机器人运行参数的方法，也即本申请提供了一种机器人的自检方法，首先给机器人设定一个运动参数，以使机器人动作，通过获取目标轴关节对应的目标电机的电流值，并将电流值与预设电流值进行作差对比，当电流差值处于预设范围内时，将目标电机的电流值对应的运动参数确定为最终的目标运动参数，其中，运动参数为目标轴关节的速度、加速度或者减速度中的任何一种。

本发明实施例提供的一种确定机器人运行参数的方法，通过获取步骤：获取机器人的目标电机的电流值；运算步骤：将电流值与预设电流值作差以获得电流差值；重复步骤：重复获取步骤和运算步骤直到获得的电流差值处于预设范围内，则将电流值对应的运动参数确定为目标运行参数，解决了相关技术中机器人的运动参数设置较为复杂的技术问题，达到了提高机器人参数设置智能型的技术效果。

上述地，由于电机电流和电机转矩成正相关关系，电机转矩和加速度成正相关关系，可以简单的认为电机电流和加速度成正相关关系。

具体地，在本申请实施例中，首先给机器人一个相对较低的运动参数值，使得运动机构带领机器人本体进行比较温和的运动，需要说明的是，本实施例的运动机构主要指机器人的轴关节。

进一步地，控制执行机构按照预设运动路线执行多个运动来回，优选地，控制执行机构执行两个来回，每个来回中控制机器人的轴关节联动到接近限位。由于每次运动电机都从停止、加速、匀速(不一定存在匀速阶段)、减速、停止状态进行切换，将一次从停止到运动到停止当作一次完整的运动来回，则两个来回拥有4个运动曲线，也即四条电流曲线，通过电流来表征轴关节的运行情况。若机器人是四轴机器人，则得到的运动曲线为16条。

上述地，由于获取到了机器人每个运动轴对应的运动曲线，因此，可以首先处理单轴，将单轴的电流曲线计算出平均值，峰值，再将四条曲线进行均值处理，得出单轴的电流平均值和峰值，并将电流平均值和电流峰值确定为目标电机的电流值。

具体地，将单轴的当前电流平均值和电流峰值与该电机容忍的电流平均值和电流峰值进行比较，大致得出运动参数(加速度、速度)的上升空间或者下降空间，在目标电机的电流值大于预设电流值大小的情况下，将最开始设定的预设运动参数相应地调小，如果电流值小于预设电流值的大小，则将最开始设定的预设运动参数相应地调大。

进一步地，如果机器人为四轴机器人，则通过运动曲线将四个轴的上升空间进行比较，以上升空间最低的轴设置的预设运动参数为准调整运动参数，将调整后的运动参数再次经执行机构运动验证，循环多次，直到数据处理模块计算的下一次运行的参数与上一次的参数相差较少(也即差值在预设范围内)后停止。

需要说明的是，目标电机容忍的电流平均值和电流峰值在本实施例中为预设电流值，其中，预设电流值至少包括预设电流平均值和预设电流峰值。

通过上述方法，解决了传统机器人运动参数设置复杂和研发人员对机器人运动参数默认值的测试与设定复杂的技术问题，通过自动检测合适的参数，使得用户可以尽可能地利用了机器人现有的性能，提高比传统使用更快的速度，以提高用户体验，并提供可视化的参数和指标，让操作员动态地了解机器人的健康情况、使得机器人可以得到及时的维护，延长机器人寿命，减少了人工对机器人的干预，无需人工再次设定运动参数。

图2是根据本发明实施例提供的一种机器人的控制系统的示意图。如图2所示，该系统包括：运动执行机构、参数回馈模块和参数处理模块，运动执行机构中包含有多个轴关节，包括：运动执行机构，确定预设运动参数，并依据预设运动参数获取机器人的目标轴关节对应的目标电机的电流值；参数处理模块，用于将电流值与预设电流值作差以获得电流差值；参数回馈模块，用于获取目标电机的实时电流值，并依据电流值对预设运动参数进行调整以使电流差值处于预设范围内。

具体地，本申请实施例还提供了一种机器人的控制系统，也称机器人的自检系统，包括运动执行机构、参数回馈模块和参数处理模块，参数处理模块主要是做软件层面的处理，将相应的指令发送到执行机构运行机器人，参数回馈模块实时监测机器人的运动状况，将监测结果反馈到参数处理模块。因此，三者连结形成一个闭环，共同完成参数自检的目标。

其中，运行机构可以沿用已有的机器人本体以及相应的算法，只需要无差别地跑机器人。因此，机器人自检系统不会影响算法以及本体等各项的参数，只需当作一个外部模块添加到现有框架即可。

执行机构使机器人运动以后，参数回馈模块实时监测当前机器人运行状况。最常用的是电流检测，这和普通电机的过流检测可以是同一个原理。

参数处理模块是控制中心，如果执行机构是人体四肢等，参数回馈模块则是各路神经突触和神经回路，参数处理模块则是大脑，它根据参数回馈模块的反馈来控制执行机构。

具体各模块运作步骤如下：

1、参数处理模块给当前机器人一个相对较低的一个运动参数值，使得运动机构带领机器人本体进行比较温和的运动；

2、参数回馈模块将当前电机运动的电流值回馈到参数处理模块；

3、根据回馈的电流值，参数处理模块根据实际情况调整运动参数，再让直行机构运行起来，如此循环几个回合即可得到最适合的运动参数，提供给用户进行选择。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

本发明实施例还提供了一种确定机器人运行参数的装置，需要说明的是，本发明实施例的一种确定机器人运行参数的装置可以用于执行本发明实施例所提供的用于一种确定机器人运行参数的方法。以下对本发明实施例提供的一种确定机器人运行参数的装置进行介绍。

图3是根据本发明实施例提供的一种确定机器人运行参数的装置的示意图。如图3所示，该装置包括：获取单元301，用于执行获取步骤以获取机器人的目标电机的电流值；作差单元302，用于执行运算步骤以将电流值与预设电流值作差以获得电流差值；第一确定单元303，用于重复获取步骤和运算步骤直到获得的电流差值处于预设范围内，则将电流值对应的运动参数确定为目标运行参数。

本发明实施例提供的一种确定机器人运行参数的装置，通过获取单元301，用于执行获取步骤以获取机器人的目标电机的电流值；作差单元302，用于执行运算步骤以将电流值与预设电流值作差以获得电流差值；第一确定单元303，用于重复获取步骤和运算步骤直到获得的电流差值处于预设范围内，则将电流值对应的运动参数确定为目标运行参数，解决了相关技术中机器人的运动参数设置较为复杂的技术问题，达到了提高机器人参数设置智能型的技术效果。

可选地，该装置包括：第二确定单元，用于在获取机器人的目标电机的电流值之前，确定预设运动参数，并依据预设运动参数控制机器人的目标轴关节按照运动线路运行多次以获得对应的多条运动曲线，其中，目标电机带动目标轴关节运动，运动曲线用于表征目标电机的电流变化。

可选地，获取单元301包括：获取子单元，用于处理多条运动曲线，以获得多条运动曲线对应的多个电流值，其中，电流值至少包括电流平均值和电流峰值；确定子单元，用于计算多个电流值的平均值，将平均值确定为目标电机的电流值。

一种确定机器人运行参数的装置包括处理器和存储器，上述获取单元301301等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。

处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来解决相关技术中机器人的运动参数设置较为复杂的技术问题。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。

本发明实施例提供了一种存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现一种确定机器人运行参数的方法。

本发明实施例提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行一种确定机器人运行参数的方法。

本发明实施例提供了一种设备，设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现以下步骤：获取步骤：获取机器人的目标电机的电流值；运算步骤：将电流值与预设电流值作差以获得电流差值；重复步骤：重复获取步骤和运算步骤直到获得的电流差值处于预设范围内，则将电流值对应的运动参数确定为目标运行参数。

可选地，在重复获取步骤和运算步骤直到获得的电流差值处于预设范围内，则将电流值对应的运动参数确定为目标运行参数之前，该方法还包括：依据电流差值，判断电流值与预设电流值的大小；如果电流值大于预设电流值，则将预设运动参数调小；如果电流值小于预设电流值，则将预设运动参数调大。本文中的设备可以是服务器、 PC、PAD、手机等。

本发明还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有如下方法步骤的程序：获取步骤：获取机器人的目标电机的电流值；运算步骤：将电流值与预设电流值作差以获得电流差值；重复步骤：重复获取步骤和运算步骤直到获得的电流差值处于预设范围内，则将电流值对应的运动参数确定为目标运行参数。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等) 上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims

1.一种确定机器人运行参数的方法，其特征在于，包括：

获取步骤：获取机器人的目标电机的电流值；

运算步骤：将所述电流值与预设电流值作差以获得电流差值；

重复步骤：重复所述获取步骤和所述运算步骤直到获得的所述电流差值处于预设范围内，则将所述电流值对应的运动参数确定为目标运行参数，

在获取机器人的目标电机的电流值之前，所述方法包括：

确定预设运动参数，并依据所述预设运动参数控制所述机器人的目标轴关节按照运动线路运行多次以获得对应的多条运动曲线，其中，所述目标电机带动所述目标轴关节运动，所述运动曲线用于表征所述目标电机的电流变化，

获取机器人的目标电机的电流值包括：

处理多条所述运动曲线，以获得多条所述运动曲线对应的多个所述电流值，其中，所述电流值至少包括电流平均值和电流峰值；

计算多个所述电流值的平均值，将所述平均值确定为所述目标电机的电流值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在重复所述获取步骤和所述运算步骤直到获得的所述电流差值处于预设范围内，则将所述电流值对应的运动参数确定为目标运行参数之前，所述方法还包括：

依据所述电流差值，判断所述电流值与所述预设电流值的大小；

如果所述电流值大于所述预设电流值，则将预设运动参数调小；

如果所述电流值小于所述预设电流值，则将所述预设运动参数调大。

3.一种确定机器人运行参数的装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于执行获取步骤以获取机器人的目标电机的电流值；

作差单元，用于执行运算步骤以将所述电流值与预设电流值作差以获得电流差值；

第一确定单元，用于重复所述获取步骤和所述运算步骤直到获得的所述电流差值处于预设范围内，则将所述电流值对应的运动参数确定为目标运行参数，

第二确定单元，用于在获取机器人的目标电机的电流值之前，确定预设运动参数，并依据所述预设运动参数控制所述机器人的目标轴关节按照运动线路运行多次以获得对应的多条运动曲线，其中，所述目标电机带动所述目标轴关节运动，所述运动曲线用于表征所述目标电机的电流变化，

所述获取单元包括：

获取子单元，用于处理多条所述运动曲线，以获得多条所述运动曲线对应的多个所述电流值，其中，所述电流值至少包括电流平均值和电流峰值；

确定子单元，用于计算多个所述电流值的平均值，将所述平均值确定为所述目标电机的电流值。

4.一种机器人的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括运动执行机构、参数回馈模块和参数处理模块，所述运动执行机构中包含有多个轴关节，其中，

所述运动执行机构，用于确定预设运动参数，并依据所述预设运动参数获取机器人的目标轴关节对应的目标电机的电流值；

所述参数处理模块，用于将所述电流值与预设电流值作差以获得电流差值；

所述参数回馈模块，用于获取所述目标电机的实时电流值，并依据所述电流值对所述预设运动参数进行调整以使所述电流差值处于预设范围内，

所述运动执行机构还用于依据所述预设运动参数控制所述机器人的目标轴关节按照运动线路运行多次以获得对应的多条运动曲线，其中，所述目标电机带动所述目标轴关节运动，所述运动曲线用于表征所述目标电机的电流变化，

所述运动执行机构依据所述预设运动参数获取机器人的目标轴关节对应的目标电机的电流值，包括：

所述运动执行机构处理多条所述运动曲线，以获得多条所述运动曲线对应的多个所述电流值，其中，所述电流值至少包括电流平均值和电流峰值；

所述运动执行机构计算多个所述电流值的平均值，将所述平均值确定为所述目标电机的电流值。

5.一种“计算机可读存储介质”或“非易失性存储介质”，其特征在于，所述“计算机可读存储介质”或“非易失性存储介质”包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述“计算机可读存储介质”或“非易失性存储介质”所在设备执行权利要求1或2所述一种确定机器人运行参数的方法。

6.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1或2所述一种确定机器人运行参数的方法。