CN112223283B - 机械臂、机器人、机械臂的控制方法、处理设备及介质 - Google Patents

机械臂、机器人、机械臂的控制方法、处理设备及介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种机械臂、机器人、机械臂的控制方法、处理设备及介质。机械臂包括机械臂主体、机械臂末端、力传感器、至少一个距离传感器及处理设备；力传感器设置于机械臂末端，用于检测机械臂与接触面之间的受力信息；距离传感器设置于机械臂末端，用于检测距离传感器所在位置与接触面之间的距离信息。处理设备根据受力信息采用导纳控制调整机械臂末端的位置，并根据受力信息及距离信息采用反向导纳控制调整机械臂末端的姿态。利用距离传感器能够检测出机械臂末端前进方向上前侧与接触面上目标点之间的距离，有效感知到该方向上的形状变化，使得机械臂末端的接触情况更加清晰，从而及时对机械臂末端姿态进行调整，以满足较为精确的姿态变化。

Description

机械臂、机器人、机械臂的控制方法、处理设备及介质
技术领域
本发明涉及机械臂控制领域，尤其涉及一种机械臂、机器人、机械臂的控制方法、处理设备及介质。
背景技术
现有的三维曲面扫描技术方案主要包括两种：一种方案中，机械臂末端进行三维曲面扫描时，不考虑机械臂姿态的调整，仅仅进行单向的力调整，该方案使得机械臂末端很难有效地进行三维表面的力接触，且接触点的变化幅度较大，使得根据接触信息很难有效对曲面进行三维建模；另一种方案中，机械臂末端进行曲面法向的力伺服，该方案虽然能够使得机械臂末端充分接触三维表面，从而对曲面的接触可以更好的控制，但是该方案无法保证机械臂可以对复杂曲面上的突变点进行有效识别，从而严重影响扫描效果。
发明内容
本发明提供了一种机械臂、机器人、机械臂的控制方法、处理设备及介质，能够感知机械臂末端前进方向上的形状变化，进行较为精确的姿态调整。
第一方面，本发明实施例提供了一种机械臂，包括机械臂主体及机械臂末端，其特征在于，所述机械臂还包括力传感器、至少一个距离传感器及处理设备；
所述力传感器设置于所述机械臂末端，用于检测所述机械臂与接触面之间的受力信息；
所述距离传感器设置于所述机械臂末端，用于检测所述距离传感器所在位置与所述接触面之间的距离信息；
所述处理设备与所述机械臂主体、所述力传感器及距离传感器通讯连接；所述处理设备接收所述受力信息及距离信息，并根据所述受力信息及距离信息调整所述机械臂末端的位置及姿态。
其中，所述距离传感器为激光传感器。
其中，所述距离传感器固定设置在所述机械臂末端上，所述距离传感器的测距方向平行于所述机械臂末端的延伸方向。
其中，至少一个所述距离传感器通过角度调节机构连接至所述机械臂末端，所述角度调节机构用于调节所述距离传感器的测距方向与所述机械臂末端的延伸方向之间的夹角。
其中，所述角度调节机构为手动角度调节机构；或者，
所述角度调节机构为电动角度调节机构，所述角度调节机构与所述处理设备通讯连接，所述处理设备能够接收所述角度调节机构的角度信息并能够控制所述角度调节机构进行角度调节。
其中，所述距离传感器为两个，两个所述距离传感器分别设置在所述机械臂末端的相对两侧，用于检测所述机械臂末端的相对两侧与所述接触面之间的距离信息；或者，
所述距离传感器为四个，且环绕所述机械臂均匀排布；或者，
所述距离传感器为两个，两个所述距离传感器位于所述机械臂末端的同一侧，用于检测距离传感器与接触面上两个相异位置处的距离。
其中，所述距离传感器为两个以上，各所述距离传感器设置于所述机械臂末端延伸方向上的相同位置处。
第二方面，本发明还提供了一种机器人，包括前述的机械臂。
第三方面，本发明还提供了一种机械臂的控制方法，包括：
获取机械臂末端与接触面之间的受力信息；
获取机械臂末端上预设位置处相对接触面上目标点的距离信息；所述距离信息包括前侧距离，所述前侧距离为前侧预设位置与前侧目标点之间的距离，所述前侧预设位置与所述前侧目标点均位于所述机械臂末端前进方向的前侧，且所述前侧预设位置位于所述机械臂末端上，所述前侧目标点位于所述接触面上；
根据所述受力信息采用导纳控制调整所述机械臂末端的位置，根据所述受力信息及所述距离信息采用反向导纳控制调整所述机械臂末端的姿态。
其中，所述距离信息还包括后侧距离，所述后侧距离为后侧预设位置与后侧目标点之间的距离，所述后侧预设位置与所述后侧目标点均位于所述机械臂末端前进方向的后侧，且所述后侧预设位置位于所述机械臂末端上，所述后侧目标点位于所述接触面上。
第四方面，本申请提供了一种机器人的处理设备，包括：
处理器，适于执行计算机程序；
计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如上述机械臂的控制方法。
第五方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序适于由处理器加载并执行上述机械臂的控制方法。
本发明实施例提供的机械臂、机器人及机械臂控制方法，在机械臂末端设置距离传感器，能够检测出机械臂末端前进方向上前侧与接触面上目标点之间的距离，有效感知到该方向上的形状变化，使得机械臂末端的接触情况更加清晰，从而及时对机械臂末端的姿态进行调整，使得机械臂末端的姿态调整满足较为精确的姿态变化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明第一实施例提供的机械臂的结构框图；
图2是本发明第一实施例提供的机械臂末端处的结构示意图；
图3是本发明第一实施例提供的机械臂末端沿接触面运动的示意图；
图4是本发明第一实施例提供中位置方向上导纳控制系统框图；
图5是本发明第一实施例提供中姿态方向上反向导纳控制系统框图；
图6是本发明第一实施例提供中机械臂末端与接触面相抵接的多种情况示意图；
图7是本发明第二实施例提供的机械臂末端处的结构示意图；
图8是本发明第三实施例提供的机械臂末端处的结构示意图；
图9是本发明第二实施例提供的机械臂末端处的结构示意图；
图10是本发明一个示例性实施例提供的机器人的处理设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。
此外，以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明中所提到的方向用语，例如，“长”、“左右”、“上下”等，仅是参考附加图式的方向，因此，使用的方向用语是为了更好、更清楚地说明及理解本发明，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸地连接，或者一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具说明体含义。
本发明实施例提供一种机器人，包括机械臂，该机器人可以通过机械臂输出动作，实现恒力抛光打磨、三维重建、复杂环境的盲探索、物体识别等作业。
请参照图1及图2，机械臂包括机械臂主体(图中未示出)、机械臂末端10、力传感器3、至少一个距离传感器2及处理设备，通过处理设备根据力传感器3及距离传感器2的感应数据来控制机械臂的动作。
本实施例中，机械臂主体优选为六轴机械臂，机械臂末端10连接至机械臂主体，能够在局部坐标系内实现X、Y、Z、Rx、Ry、及Rz六个方向上的动作，以便更够实现复杂空间曲面的力伺服扫描。机械臂末端10作为整个机械臂的动作输出端、或者称之为执行端。
力传感器3设置于机械臂末端10，用于检测所述机械臂与接触面9之间的受力信息。机械臂在进行作业时，机械臂与待作业物体的外表面相抵接，可以对待作业物体的外表面进行扫描，待作业物体的外表面形成的空间曲面即为接触面9。机械臂末端10的力传感器3与接触面9相接触，能够检测出机械臂与接触面9之间的受力信息。力传感器3可以称之为力/力矩传感器，优选为六轴力传感器3，能够检测出机械臂受到的外部物体即接触面9的力及力矩的数据信息。
距离传感器2设置于机械臂末端10，用于检测距离传感器2所在位置与接触面9之间的距离信息。距离传感器2可以为光学距离传感器、红外距离传感器、超声波距离传感器等，本实施例中，距离传感器2优选为激光传感器，以实现对接触面9上某一点的测距，提高测距准确性。
在本发明的第一实施例中，如图2所示，距离传感器2为两个，两个距离传感器2分别设置在机械臂末端10的相对两侧，用于检测机械臂末端10的相对两侧与接触面9之间的距离。更具体地，两个距离传感器2分别位于机械臂末端10前进方向上的前侧和后侧，可以使得接触面9上测距目标点位于机械臂末端10的行程路线上，检测出机械臂末端10前进方向上前后两侧的形状差异，进而及时对机械臂末端10的姿态进行调整。
各距离传感器2设置于机械臂末端10延伸方向上的相同位置处，以方便将两个距离传感器2感应的距离进行对比，进而对机械臂的姿态进行调整。
距离传感器2固定设置在机械臂末端10上，距离传感器2的测距方向平行于机械臂末端10的延伸方向，可以使得接触面9上的测距目标点相对靠近机械臂与接触面9之间的接触点，从而提高定位准确性。此处，可以理解地，距离传感器2的测距方向即为激光传感器的激光射出方向，机械臂末端10大致为柱状或杆状，其中心轴线方向即为延伸方向。
处理设备与机械臂主体、力传感器3及距离传感器2通讯连接。此处，可以理解地，通讯连接可以是通过有线电连接或者无线连接，实现机械臂主体、力传感器3及距离传感器2三者与处理设备之间的数据传输。处理设备用于接收受力信息及距离信息，并根据受力信息及距离信息调整机械臂末端10的位置及姿态。处理设备可以包括一个或者多个微处理器、数字处理器。处理设备可调用程序代码以执行相关的功能，并由所述处理设备所执行。处理设备可以采用中央处理器(CPU，Central Processing Unit)，作为机器人的运算核心和控制核心。
本发明提供了与第一实施例中机器人及机械臂相应的机械臂的控制方法。机械臂的控制方法包括以下内容。
步骤S110，获取机械臂末端10与接触面9之间的受力信息。受力信息包括机械臂末端10受到的接触面9的外部作用力Fext及外部作用力矩Text，可以通过机械臂末端10上的力传感器3的检测感应获得。
步骤S120，获取机械臂末端10上预设位置处相对接触面9上目标点的距离信息。此处，机械臂末端10上预设位置处即距离传感器2所在位置处，接触面9上的目标点由距离传感器2的测距方向即激光出射方向确定。
所述距离信息包括前侧距离d2及后侧距离d1。前侧距离d2为前侧预设位置与前侧目标点之间的距离，前侧预设位置与所前侧目标点均位于机械臂末端10前进方向的前侧，且前侧预设位置位于机械臂末端10上，前侧目标点位于接触面9上。后侧距离d1为后侧预设位置与后侧目标点之间的距离，后侧预设位置与后侧目标点均位于机械臂末端前进方向的后侧，且后侧预设位置位于机械臂末端上，后侧目标点位于接触面上。
本实施例中，机械臂末端10前进方向前侧预设位置、后侧预设位置即两个距离传感器2的所在位置，接触面9上前侧目标点、后侧目标点可以由两个距离传感器2的激光出射角度确定，两个距离传感器2的激光与接触面9的交点即形成前侧目标点、后侧目标点。
步骤S130，根据所述受力信息采用导纳控制调整所述机械臂末端10的位置，根据所述受力信息及所述距离信息采用反向导纳控制调整所述机械臂末端10的姿态。
如图3所示，机械臂末端10的位置能够根据机械臂末端10在局部坐标系内X、Y、Z方向上的动作进行调整，机械臂末端10的姿态能够根据机械臂末端10在局部坐标系内Rx、Ry方向上的动作进行调整。本实施例中，受力信息及距离信息均传递至处理设备根据控制策略实现机械臂末端10的位置及姿态调整。以下对本实施例中的控制策略进行详细描述。
本发明实施例中，处理设备根据力传感器3的受力信息采用导纳控制策略实现对机械臂末端10在X、Y、Z方向上的动作控制，以调整机械臂末端10的位置，同时，处理设备根据力传感器3的受力信息及距离传感器2的距离信息采用反向导纳控制策略实现对机械臂末端10在Rx、Ry方向上的动作控制，以调整机械臂末端10的姿态；另外，处理设备还可以依据力传感器3的受力信息根据任务定义的预设目的实现对机械臂末端10在Rz方向上的动作控制。机械臂末端10在局部坐标系中各个方向的控制要求具体如下表所示。
末端方向 控制策略 所用传感器 备注
X 导纳控制 力/力矩传感器 前进/后退方向
Y 导纳控制 力/力矩传感器 前进/后退方向
Z 导纳控制 力/力矩传感器 力伺服方向
Rx 反向导纳控制 力/力矩传感器+激光传感器 姿态保持方向
Ry 反向导纳控制 力/力矩传感器+激光传感器 姿态保持方向
Rz 根据任务定义 力/力矩传感器 根据任务定义
在导纳控制方向上，机械臂的位置控制是顺着力的作用方向运动，即受到推力往后撤，受到拉力，往前进。相反在反向导纳控制方向上，机械臂的姿态控制是逆着力矩的方向运动，即受到力矩则沿着力矩的反向运动。
请参见图4，为位置方向上导纳控制系统框图，以下对导纳控制进行详细描述。
首先对于位置导纳控制方向上，考虑一维系统动力学：
式中，Fext是外部作用力，F是控制作用力，m为一维物体的质量，为加速度。
在位置方向上，机械臂与外部环境交互时，动态方程如下所示：
其中，e＝x-x0。
式中，Md,Dd,Kd依次分别是机械臂与环境交互的惯量、阻尼以及刚度；e是位置误差，x是机械臂的实际位置，x0是参考轨迹，Fd为期望接触力。
根据上式可以看出e与Fext之间的传递函数可以表示如下：
请参见图5，为姿态方向上反向导纳控制系统框图，以下对反向导纳控制进行详细描述。
在姿态的反向导纳控制方向上，考虑一维系统动力学：
式中，J为一维物体的转动惯量，为角加速度，Text为外部作用力矩，T为主驱动力矩。
在姿态方向上，机械臂与外部环境交互时，动态方程如下所示
式中，w为角速度，为角加速度，Td为期望力矩，Tlaser为激光传感器辅助调整力矩。
根据上式可以看出w与Text之间的传递函数可以表示如下
对于姿态调整方向上的Tlaser，其主要是由该方向上的两路激光传感器检测的相对距离生成，具体表达式如下所示
式中，k为比例系数，可以根据机械臂的结构特征确定，d1和d2激光传感器检测到的距离信息，Tmax和Tmin分别是Tlaser的最大值和最小值。
本发明实施例中，通过在前进/后退方向上设置的距离传感器2，可以有效感知到该方向上的形状变化，使得机械臂末端10的接触情况更加清晰，从而及时对机械臂的姿态进行调整，使得机械臂在X和Y方向上的姿态调整满足较为精确的姿态变化。在实际作业过程中，可能存在的典型形状的检测情况及姿态调整方式如图6所示。
本发明提供的机器人及机械臂通过力传感器3及距离传感器2融合的方案可以使得机械臂在接触面9为复杂曲面时的扫描任务。对于平面的曲线的扫描任务，可以采用两路距离传感器2以及法向上的力伺服既可以实现扫描任务；对于空间曲面的力伺服扫描则优选采用四个距离传感器2进行辅助定位，四个距离传感器2可以环绕机械臂均匀排布，利用四个距离传感器2可以方便在X、Y两个方向上同时进行距离测量，以提高测量准确度。当采用两个距离传感器2时，通过使机械臂末端10绕Z轴转动，即根据任务需要调整使机械臂在Rz上动作，可以将两个距离传感器2在X、Y方向上进行切换，以分别在X、Y两个方向上进行距离测量。
本发明在空间曲面的力伺服扫描主要通过一个力传感器3实现，结合距离传感器2，实现多传感器融合，从而旨在完成机械臂末端10的位置以及姿态力伺服，使得具有机械臂的机器人系统可以自主的扫描复杂三维曲面，从而可以完成诸如三维曲面重建，抛光和打磨等任务。
在上述第一实施例中，距离传感器2固定设置在机械臂末端10上，使得距离传感器2的激光出射方向相对机械臂末端10固定，其测距搜索范围相对固定。此处，作为另外的实施方式，例如在本发明第二实施例中，如图7所示，距离传感器2通过角度调节机构连接至机械臂末端10，角度调节机构用于调节距离传感器2的测距方向与机械臂末端10的延伸方向之间的夹角。通过角度调节机构可以调节测距搜索范围，进而可以改变机械臂姿态调节的精度。
在第二实施例中，距离传感器2亦为两个，且分别设置在机械臂末端10的相对两侧，相应地，角度调节机构亦为两个，分别对应两个距离传感器2设置。此处，作为其他的实施方式，当距离传感器2为两个以上时，可以是其中一个距离传感器2通过角度调节机构连接至机械臂末端10，也可以是其中某几个距离传感器2通过角度调节机构连接至机械臂末端10。
角度调节机构可以为手动角度调节机构，在机械臂进行作业时，可以根据需要手动先对角度调节机构进行调节，将距离传感器2的测距方向与机械臂末端10的延伸方向的夹角设置至预设角度，并在机器人系统中输入该角度参数，根据角度参数调整Tlaser的表达式中的比例系数k，以便对感应的距离信息进行处理分析并输出姿态调整参数。
第二实施例与第一实施例的差别仅在于距离传感器2与机械臂末端10的连接方式不同，其他地方的结构可以与第一实施例相同，此处不再赘述。第二实施例中的机械臂的控制方法与第一实施例相同，根据所述受力信息采用导纳控制调整所述机械臂末端10的位置，根据所述受力信息及所述距离信息采用反向导纳控制调整所述机械臂末端10的姿态。
此处，作为另外的实施方式，角度调节机构还可以为电动角度调节机构，可以通过电机、气缸等来调节距离传感器2与机械臂末端10的相对角度位置。此时，角度调节机构可以与处理设备通讯连接，处理设备能够接收角度调节机构的角度信息并能够控制角度调节机构进行角度调节。通过电动调节机构与处理设备之间的数据传输，能够自动调整机器人系统中的相关参数，以准确输出姿态调整参数。
在本发明第一、第二实施例中，距离传感器2均为两个，此处，距离传感器2的数量还可以为其他数目，在本发明第三实施例中，如图8所示，距离传感器2还可以为一个，距离传感器2用于检测机械臂末端10前进方向上接触面9前侧目标点与距离传感器2的距离，此处可以通过对机械臂在Rz方向的动作，即使得机械臂末端10绕自身轴向转动以使得距离传感器2位于机械臂末端10前进方向上的前侧处。
本发明第三实施例中的距离传感器2可以直接固定于机械臂末端10，亦可以通过第二实施例中的角度调节机构连接至机械臂末端10，第三实施例中的其他地方的结构可以与第一实施例相同，此处不再赘述。
本第三实施例中，对机械臂末端10的位置调整与第一实施例相同，对机械臂末端10的姿态调整中，通过一个距离传感器2检测所述机械臂末端10前进方向前侧预设位置处相对接触面9上前侧目标点的前侧距离d2，而无需检测机械臂末端10前进方向后侧预设位置处相对接触面9上后侧目标点的后侧距离，故第三实施例中相应的机械臂控制方法中的距离信息仅包括所述机械臂末端10前进方向前侧预设位置处相对接触面9上前侧目标点的前侧距离d2。
d0为距离传感器2与力传感器3在机械臂末端10延伸方向上的距离，该距离d0为固定值，在机械臂作业过程中无需进行检测。本实施例中，通过d2与d0的对比得到姿态调整方向上的Tlaser，将第一实施例中的Tlaser的表达式中d1替换为d0，相应调整比例系数k的具体参数，即可得到本实施例中Tlaser的表达式。
在本发明第一、第二实施例中，距离传感器2均为两个，且分别设置在机械臂末端10的相对两侧。此处，在本发明第四实施例中，如图9所示，距离传感器2为两个时，可以设置在机械臂末端10的同一侧，两个距离传感器2的测距方向相异，用于检测距离传感器与接触面9上两个相异位置处的距离，更具体地，用于检测机械臂末端10同一侧方向上接触面9两个相异位置处与距离传感器2的距离信息。
两个距离传感器2感应的距离信息可以分别与d0相比较，根据第三实施例中Tlaser的表达式得到机械臂末端10在两个相异位置处时姿态调整方向上的Tlaser。
请参阅图10，图10示出了本申请一个示例性实施例提供的一种机器人的处理设备的结构示意图，该处理设备可以适用于前述各实施例中的机器人及其机械臂。
该处理设备包括处理器901、通信接口902和存储器903。其中，处理器901、通信接口902和存储器903可通过总线或其他方式连接，本申请实施例以通过总线连接为例。其中，处理器901(或称中央处理器(Central Processing Unit，CPU))是处理设备的计算核心以及控制核心，其可以解析机器人内的各类指令以及处理机器人的各类数据，例如：CPU可以用于解析用户向机器人所发送的开关机指令，并控制机器人进行开关机操作；再如：CPU可以在机器人内部结构之间传输各类交互数据，等等。通信接口902可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI、移动通信接口等)，受处理器901的控制可以用于收发数据；通信接口902还可以用于机器人内部数据的传输以及交互。存储器903(Memory)是机器人中的记忆设备，用于存放程序和数据。可以理解的是，此处的存储器903既可以包括机器人的内置存储器，当然也可以包括机器人所支持的扩展存储器。存储器903提供存储空间，该存储空间存储了机器人的操作系统，可包括但不限于：Android系统、iOS系统、Windows Phone系统等等，本申请对此并不作限定。
处理器901通过运行存储器903中的可执行程序代码，执行如下操作：
获取机械臂末端10与接触面9之间的受力信息。受力信息包括机械臂末端10受到的接触面9的外部作用力Fext及外部作用力矩Text，可以通过机械臂末端10上的力传感器3的检测感应获得。
获取机械臂末端10上预设位置处相对接触面9上目标点的距离信息。此处，机械臂末端10上预设位置处即距离传感器2所在位置处，接触面9上的目标点由距离传感器2的测距方向即激光出射方向确定。
所述距离信息包括前侧距离d2及后侧距离d1。前侧距离d2为前侧预设位置与前侧目标点之间的距离，前侧预设位置与所前侧目标点均位于机械臂末端10前进方向的前侧，且前侧预设位置位于机械臂末端10上，前侧目标点位于接触面9上。后侧距离d1为后侧预设位置与后侧目标点之间的距离，后侧预设位置与后侧目标点均位于机械臂末端前进方向的后侧，且后侧预设位置位于机械臂末端上，后侧目标点位于接触面上。此处，在一些实施例中，距离信息可以仅包括前侧距离d2，而无需获取后侧距离d1，此时，可以根据前述第二实施例中通过d2与d0的对比得到姿态调整方向上的Tlaser。
根据所述受力信息采用导纳控制调整所述机械臂末端10的位置，根据所述受力信息及所述距离信息采用反向导纳控制调整所述机械臂末端10的姿态。
基于同一发明构思，本申请实施例中提供的处理设备解决问题的原理与有益效果与本申请方法实施例中机器人、机械臂及机械臂的控制方法解决问题的原理和有益效果相似，可以参见方法的实施的原理和有益效果，为简洁描述，在这里不再赘述。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机程序，该计算机程序适于由处理器加载并执行上述方法实施例的机械臂的控制方法。
本申请实施例还提供一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述机械臂的控制方法。
需要说明的是，对于前述的各个方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某一些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。
本申请实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。
本申请实施例装置中的模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，可读存储介质可以包括：闪存盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取器(RandomAccess Memory，RAM)、磁盘或光盘等。
以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种机械臂，包括机械臂主体及机械臂末端，应用于物体识别场景下的空间曲面的力伺服扫描，其特征在于，所述机械臂主体为六轴机械臂，所述机械臂还包括力传感器、四个距离传感器及处理设备，所述力传感器为六轴力传感器；
所述力传感器设置于所述机械臂末端，用于检测所述机械臂与接触面之间的受力信息；
所述四个距离传感器设置于所述机械臂末端延伸方向上的相同位置处且环绕所述机械臂均匀排布，用于检测所述距离传感器所在位置与所述接触面之间的距离信息；
所述处理设备与所述机械臂主体、所述力传感器及距离传感器通讯连接；所述处理设备接收所述受力信息及距离信息，并根据所述受力信息采用导纳控制调整所述机械臂末端的位置，以及根据所述受力信息及距离信息采用反向导纳控制调整所述机械臂末端的姿态。
2.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述距离传感器为激光传感器。
3.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述距离传感器固定设置在所述机械臂末端上，所述距离传感器的测距方向平行于所述机械臂末端的延伸方向。
4.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，至少一个所述距离传感器通过角度调节机构连接至所述机械臂末端，所述角度调节机构用于调节所述距离传感器的测距方向与所述机械臂末端的延伸方向之间的夹角。
5.根据权利要求4所述的机械臂，其特征在于，所述角度调节机构为手动角度调节机构；或者，
所述角度调节机构为电动角度调节机构，所述角度调节机构与所述处理设备通讯连接，所述处理设备能够接收所述角度调节机构的角度信息并能够控制所述角度调节机构进行角度调节。
6.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述距离传感器为两个，两个所述距离传感器分别设置在所述机械臂末端的相对两侧，用于检测所述机械臂末端的相对两侧与所述接触面之间的距离信息；或者，
所述距离传感器为两个，两个所述距离传感器位于所述机械臂末端的同一侧，用于检测距离传感器与接触面上两个相异位置处的距离。
7.一种机器人，其特征在于，包括权利要求1至6任一项所述的机械臂。
8.一种机械臂的控制方法，应用于物体识别场景下的空间曲面的力伺服扫描，所述机械臂为如权利要求1-6任一项所述的机械臂，其特征在于，包括：
获取机械臂末端与接触面之间的受力信息；
获取机械臂末端上预设位置处相对接触面上目标点的距离信息；所述距离信息包括前侧距离，所述前侧距离为前侧预设位置与前侧目标点之间的距离，所述前侧预设位置与所述前侧目标点均位于所述机械臂末端前进方向的前侧，且所述前侧预设位置位于所述机械臂末端上，所述前侧目标点位于所述接触面上；
根据所述受力信息采用导纳控制调整所述机械臂末端的位置，根据所述受力信息及所述距离信息采用反向导纳控制调整所述机械臂末端的姿态。
9.根据权利要求8所述的机械臂的控制方法，其特征在于，所述距离信息还包括后侧距离，所述后侧距离为后侧预设位置与后侧目标点之间的距离，所述后侧预设位置与所述后侧目标点均位于所述机械臂末端前进方向的后侧，且所述后侧预设位置位于所述机械臂末端上，所述后侧目标点位于所述接触面上。
10.一种机器人的处理设备，其特征在于，包括：
处理器，适于执行计算机程序；
计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如权利要求8或9所述的机械臂的控制方法。
11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序适于由处理器加载并执行8或9所述的机械臂的控制方法。
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