CN115319760B - 机械臂末端抖动抑制方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

机械臂末端抖动抑制方法、装置、电子设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请涉及机械控制领域,公开了一种机械臂末端抖动抑制方法、装置、电子设备及存储介质,所述机械臂末端抖动抑制方法包括:获取机械臂末端在抖动情况下的第一抖动数据,并根据所述第一抖动数据,确定抖动补偿信号;通过所述抖动补偿信号抑制所述机械臂末端抖动,并检测所述机械臂末端的抖动情况,得到第二抖动数据;根据所述第二抖动数据与预设抖动数据范围,判断是否需要对所述抖动补偿信号进行优化以及再次对所述机械臂末端进行抖动抑制;当所述第二抖动数据符合所述预设抖动数据范围时,存储所述第二抖动数据对应的抖动补偿信号。本申请解决了机械臂末端抖动抑制效果差的技术问题。

Description

机械臂末端抖动抑制方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本申请涉及机械控制领域,尤其涉及一种机械臂末端抖动抑制方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
随着工业机器人的不断发展,越来越多的工业机器人运用到工业生产之中,在工业机器人的工作过程中,难免出现一些机械臂末端的抖动现象。这些现象对工业生产的质量与安全都造成了不小的影响,目前对机械臂末端的抑制方法主要是通过设计一些抖动抑制设备对机械臂的机械构造进行优化,以缓解机械臂末端的抖动情况。这种抖动抑制方法需要制造对应的硬件设备,成本十分高昂,也不能随着机械臂的工作状态变化而实时变更抖动抑制参数,而且时间久了存在硬件装置老化的情况,因此存在机械臂末端抖动抑制效果差的问题。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种机械臂末端抖动抑制方法、装置、电子设备及存储介质,旨在解决机械臂末端抖动抑制效果差的技术问题。
为实现上述目的,本申请提供一种机械臂末端抖动抑制方法,所述机械臂末端抖动抑制方法包括:
获取机械臂末端在抖动情况下的第一抖动数据,并根据所述第一抖动数据,确定抖动补偿信号;
通过所述抖动补偿信号抑制所述机械臂末端抖动,并检测所述机械臂末端的抖动情况,得到第二抖动数据;
根据所述第二抖动数据与预设抖动数据范围,判断是否需要对所述抖动补偿信号进行优化以及再次对所述机械臂末端进行抖动抑制;
当所述第二抖动数据符合所述预设抖动数据范围时,存储所述第二抖动数据对应的抖动补偿信号,其中,所述抖动补偿信号用于在检测出所述机械臂末端的抖动情况符合所述第一抖动数据时,对所述机械臂进行抖动补偿。
可选地,所述根据所述第二抖动数据与预设抖动数据范围,判断是否需要对所述抖动补偿信号进行优化以及再次对所述机械臂末端进行抖动抑制的步骤包括:
判断所述第二抖动数据是否符合所述预设抖动数据范围;
若否,则将所述抖动补偿信号进行优化,返回执行步骤:通过所述抖动补偿信号抑制所述机械臂末端抖动,并检测所述机械臂末端的抖动情况,得到第二抖动数据,直至所述第二抖动数据符合所述预设抖动数据范围。
可选地,所述第一抖动数据中包括第一反馈位置,所述第二抖动数据中包括第二反馈位置,所述将所述抖动补偿信号进行优化的步骤包括:
根据预设标准位置以及所述第一反馈位置,确定第一抖动幅值,并根据预设标准位置以及第二反馈位置,确定第二抖动幅值;
判断所述第二抖动幅值是否大于所述第一抖动幅值;
若所述第二抖动幅值大于所述第一抖动幅值,则根据所述第二抖动数据,确定优化后的抖动补偿信号。
可选地,所述预设抖动数据范围中包括预设抖动幅度阈值,在所述判断所述第二抖动幅值是否大于所述第一抖动幅值的步骤之后,还包括:
若所述第二抖动幅值不大于所述第一抖动幅值,则将所述抖动补偿信号的幅值增大,并监测所述第二抖动幅值的变化;
当所述第二抖动幅值减小时,则继续增大所述抖动补偿信号的幅值,直至所述第二抖动幅值小于所述预设抖动幅度阈值;
当所述第二抖动幅值增大时,则减小所述抖动补偿信号的幅值,检测所述第二抖动幅值的变化,直至所述第二抖动幅值小于所述预设抖动幅度阈值。
可选地,所述第一抖动数据包括位置反馈信息以及抖动角频率,所述根据所述第一抖动数据,确定抖动补偿信号的步骤包括:
通过一阶微分器,根据所述位置反馈信息进行一阶微分,得到一阶微分信号;
根据所述抖动角频率,确定抑制振动谐波;
将所述抑制振动谐波注入所述一阶微分信号,获得所述抖动补偿信号。
可选地,所述第一抖动数据包括位置反馈信息以及抖动角频率,所述根据所述第一抖动数据,确定抖动补偿信号的步骤包括:
通过一阶微分器,根据所述位置反馈信息进行一阶微分,得到一阶微分信号;
根据所述抖动角频率,确定抑制振动谐波;
将所述抑制振动谐波注入所述一阶微分信号,获得所述抖动补偿信号。
可选地,所述位置反馈信息包括第一振动信号,所述根据所述抖动角频率,确定抑制振动谐波的步骤包括:
将所述第一振动信号进行拉普拉斯变换,得到所述第一振动信号的拉普拉斯变换的复频率;
根据所述抖动角频率以及所述复频率,确定所述抑制振动谐波。
本申请还提供一种机械臂末端抖动抑制装置,所述机械臂末端抖动抑制装置应用于机械臂末端抖动抑制设备,所述机械臂末端抖动抑制装置包括:
抑制信号生成模块,用于获取机械臂末端在抖动情况下的第一抖动数据,并根据所述第一抖动数据,确定抖动补偿信号;
抑制结果检测模块,用于通过所述抖动补偿信号抑制所述机械臂末端抖动,并检测所述机械臂末端的抖动情况,得到第二抖动数据;
信号优化模块,用于根据所述第二抖动数据与预设抖动数据范围,判断是否需要对所述抖动补偿信号进行优化以及再次对所述机械臂末端进行抖动抑制;
信号存储模块,用于当所述第二抖动数据符合所述预设抖动数据范围时,存储所述第二抖动数据对应的抖动补偿信号,其中,所述抖动补偿信号用于在检测出所述机械臂末端的抖动情况符合所述第一抖动数据时,对所述机械臂进行抖动补偿。
可选地,所述信号优化模块还用于:
判断所述第二抖动数据是否符合所述预设抖动数据范围;
若否,则将所述抖动补偿信号进行优化,返回执行步骤:通过所述抖动补偿信号抑制所述机械臂末端抖动,并检测所述机械臂末端的抖动情况,得到第二抖动数据,直至所述第二抖动数据符合所述预设抖动数据范围。
可选地,所述信号优化模块还用于:
根据预设标准位置以及所述第一反馈位置,确定第一抖动幅值,并根据预设标准位置以及第二反馈位置,确定第二抖动幅值;
判断所述第二抖动幅值是否大于所述第一抖动幅值;
若所述第二抖动幅值大于所述第一抖动幅值,则根据所述第二抖动数据,确定优化后的抖动补偿信号。
可选地,所述信号优化模块还用于:
若所述第二抖动幅值不大于所述第一抖动幅值,则将所述抖动补偿信号的幅值增大,并监测所述第二抖动幅值的变化;
当所述第二抖动幅值减小时,则继续增大所述抖动补偿信号的幅值,直至所述第二抖动幅值小于所述预设抖动幅度阈值;
当所述第二抖动幅值增大时,则减小所述抖动补偿信号的幅值,检测所述第二抖动幅值的变化,直至所述第二抖动幅值小于所述预设抖动幅度阈值。
可选地,所述抑制信号生成模块还用于:
通过一阶微分器,根据所述位置反馈信息进行一阶微分,得到一阶微分信号;
根据所述抖动角频率,确定抑制振动谐波;
将所述抑制振动谐波注入所述一阶微分信号,获得所述抖动补偿信号。
可选地,所述抑制信号生成模块还用于:
通过一阶微分器,根据所述位置反馈信息进行一阶微分,得到一阶微分信号;
根据所述抖动角频率,确定抑制振动谐波;
将所述抑制振动谐波注入所述一阶微分信号,获得所述抖动补偿信号。
可选地,所述抑制信号生成模块还用于:
将所述第一振动信号进行拉普拉斯变换,得到所述第一振动信号的拉普拉斯变换的复频率;
获取所述一阶微分器的带宽角频率,根据所述复频率以及所述带宽角频率进行一阶微分,生成所述一阶微分信号。
可选地,所述抑制信号生成模块还用于:
将所述第一振动信号进行拉普拉斯变换,得到所述第一振动信号的拉普拉斯变换的复频率;
根据所述抖动角频率以及所述复频率,确定所述抑制振动谐波。
本申请还提供一种电子设备,所述电子设备为实体设备,所述电子设备包括:存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的所述机械臂末端抖动抑制方法的程序,所述机械臂末端抖动抑制方法的程序被处理器执行时可实现如上述的机械臂末端抖动抑制方法的步骤。
本申请还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有实现机械臂末端抖动抑制方法的程序,所述机械臂末端抖动抑制方法的程序被处理器执行时实现如上述的机械臂末端抖动抑制方法的步骤。
本申请还提供一种计算机程序产品,包括计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的机械臂末端抖动抑制方法的步骤。
本申请提供了一种机械臂末端抖动抑制方法、装置、电子设备及存储介质,首先获取机械臂末端在抖动情况下的第一抖动数据,并根据所述第一抖动数据,确定抖动补偿信号,再通过所述抖动补偿信号抑制所述机械臂末端抖动,并检测所述机械臂末端的抖动情况,得到第二抖动数据,进而根据所述第二抖动数据与预设抖动数据范围,判断是否需要对所述抖动补偿信号进行优化以及再次对所述机械臂末端进行抖动抑制,当所述第二抖动数据符合所述预设抖动数据范围时,存储所述第二抖动数据对应的抖动补偿信号,其中,所述抖动补偿信号用于在检测出所述机械臂末端的抖动情况符合所述第一抖动数据时,对所述机械臂进行抖动补偿,本申请的方案中通过采集所述机械臂末端的抖动情况,生成对应的抖动抑制信号,并根据抖动抑制反馈效果优化所述抖动抑制信号,灵活性更高,而且无需制造额外的硬件设备,另外还将能成功达到预期抖动抑制效果的抖动抑制信号进行存储,在出现对应的抖动情况时快速响应,更快完成抖动抑制,解决了机械臂末端抖动抑制效果差的问题。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,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为本申请机械臂末端抖动抑制方法第一实施例的流程示意图;
图2为本申请机械臂末端抖动抑制方法第一实施例中步骤S321至步骤S326的流程示意图;
图3为本申请机械臂末端抖动抑制方法第一实施例中步骤S11至步骤S13的流程示意图;
图4为本申请机械臂末端抖动抑制装置的结构示意图;
图5为本申请提供的电子设备的结构示意图。
本申请目的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例,均属于本申请保护的范围。
实施例一
本申请实施例提供一种机械臂末端抖动抑制方法,在本申请机械臂末端抖动抑制方法的第一实施例中,参照图1,所述机械臂末端抖动抑制方法包括:
步骤S10,获取机械臂末端在抖动情况下的第一抖动数据,并根据所述第一抖动数据,确定抖动补偿信号;
步骤S20,通过所述抖动补偿信号抑制所述机械臂末端抖动,并检测所述机械臂末端的抖动情况,得到第二抖动数据;
步骤S30,根据所述第二抖动数据与预设抖动数据范围,判断是否需要对所述抖动补偿信号进行优化以及再次对所述机械臂末端进行抖动抑制;
步骤S40,当所述第二抖动数据符合所述预设抖动数据范围时,存储所述第二抖动数据对应的抖动补偿信号,其中,所述抖动补偿信号用于在检测出所述机械臂末端的抖动情况符合所述第一抖动数据时,对所述机械臂进行抖动补偿。
在本实施例中,需要说明的是,所述第一抖动数据可以包括位置反馈信息、第一抖动频率以及抖动角频率等,所述位置反馈信息中包括第一反馈位置,所述第一反馈位置可以为所述机械臂末端抖动过程中离初始位置最大的位置;所述预设抖动范围至少包括预设抖动幅值以及预设抖动频率中的一种,用于检测所述机械臂末端的抖动抑制效果是否达到预期。
作为一种示例,步骤S10至步骤S40包括:通过运动检测设备对机械臂末端的运动情况进行检测,获得所述机械臂末端的第一抖动数据;根据所述第一抖动数据,确定所述机械臂末端抖动对应的一阶微分信号和抑制振动谐波;将所述抑制振动谐波注入所述一阶微分信号中,生成抖动补偿信号;将所述抖动补偿信号添加到所述机械臂的控制信号中,以抑制所述机械臂末端抖动;检测所述机械臂末端的运动情况,获得第二抖动数据;获取预设抖动数据范围,判断所述第二抖动数据是否在所述预设抖动数据范围内;若所述第二抖动数据不在所述预设抖动数据范围内,则对所述抖动补偿信号进行优化,并根据优化后的抖动补偿信号对所述机械臂末端的抖动进行抑制,获得更新后的第二抖动数据,直至所述第二抖动数据在所述预设抖动数据范围内;若所述第二抖动数据在所述预设抖动数据范围内,则将所述抖动补偿信号进行存储;当所述机械臂末端检测出所述第一抖动数据时,根据已存储的抖动补偿信号对所述机械臂末端进行抖动抑制。
其中,所述根据所述第二抖动数据与预设抖动数据范围,判断是否需要对所述抖动补偿信号进行优化以及再次对所述机械臂末端进行抖动抑制的步骤包括:
步骤S31,判断所述第二抖动数据是否符合所述预设抖动数据范围;
步骤S32,若否,则将所述抖动补偿信号进行优化,返回执行步骤:通过所述抖动补偿信号抑制所述机械臂末端抖动,并检测所述机械臂末端的抖动情况,得到第二抖动数据,直至所述第二抖动数据符合所述预设抖动数据范围。
在本实施例中,需要说明的是,所述将所述抖动补偿信号进行优化完成后,将优化后的抖动抑制信号置为步骤S20中的抖动抑制信号,以进行所述抖动抑制信号的迭代优化,同样的,将优化后的抖动抑制信号抑制所述机械臂末端后产生的抖动数据置为步骤20中的第二抖动数据。
作为一种示例,步骤S31至步骤S32包括:根据所述第二抖动数据中的位置反馈信息确定第二抖动幅值;判断所述第二抖动幅值是否不大于所述预设抖动数据中的预设抖动幅值,并判断所述第二抖动数据中得到第二抖动频率是否不大于所述预设抖动数据中的预设抖动频率;若均不大于,则判定所述第二抖动数据符合所述预设抖动数据范围;若所述第二抖动幅值大于所述预设抖动幅值且所述第二抖动频率大于所述预设抖动频率,则判定所述第二抖动数据不符合所述预设抖动数据范围;若所述第二抖动幅值大于所述预设抖动幅值且所述第二抖动频率不大于所述预设抖动频率,则判定所述第二抖动数据不符合所述预设抖动数据范围;若所述第二抖动幅值不大于所述预设抖动幅值且所述第二抖动频率大于所述预设抖动频率,则判定所述第二抖动数据不符合所述预设抖动数据范围;将所述抖动补偿信号进行优化,返回执行步骤:通过所述抖动补偿信号抑制所述机械臂末端抖动,并检测所述机械臂末端的抖动情况,得到第二抖动数据,直至所述第二抖动数据符合所述预设抖动数据范围,其中,所述优化过程至少包括增大所述抖动补偿信号的频率和幅值、降低所述抖动补偿信号的频率和幅值、增大所述抖动补偿信号的频率并降低所述抖动补偿信号的幅值以及降低所述抖动补偿信号的频率并增大所述抖动补偿信号的幅值中的一种。
其中,所述第二抖动数据中包括第二反馈位置,参考图2,所述将所述抖动补偿信号进行优化的步骤包括:
步骤S321,根据预设标准位置以及所述第一反馈位置,确定第一抖动幅值,并根据预设标准位置以及第二反馈位置,确定第二抖动幅值;
步骤S322,判断所述第二抖动幅值是否大于所述第一抖动幅值;
步骤S323,若所述第二抖动幅值大于所述第一抖动幅值,则根据所述第二抖动数据,确定优化后的抖动补偿信号。
作为一种示例,步骤S321至步骤S323包括:获取预设标准位置,根据所述第一反馈位置与所述预设标准位置的差,确定所述第一抖动幅值;根据所述第二反馈位置与所述预设标准位置的差,确定所述第二抖动幅值;判断所述第二抖动幅值是否大于所述第一抖动幅值;若所述第二抖动幅值大于所述第一抖动幅值,根据所述第二抖动数据,确定所述机械臂末端抖动对应的一阶微分信号和抑制振动谐波;将所述抑制振动谐波注入所述一阶微分信号中,生成优化后的抖动补偿信号。
参考图2,在所述判断所述第二抖动幅值是否大于所述第一抖动幅值的步骤之后,还包括:
步骤S324,若所述第二抖动幅值不大于所述第一抖动幅值,则将所述抖动补偿信号的幅值增大,并监测所述第二抖动幅值的变化;
步骤S325,当所述第二抖动幅值减小时,则继续增大所述抖动补偿信号的幅值,直至所述第二抖动幅值小于所述预设抖动幅度阈值;
步骤S326,当所述第二抖动幅值增大时,则减小所述抖动补偿信号的幅值,检测所述第二抖动幅值的变化,直至所述第二抖动幅值小于所述预设抖动幅度阈值。
在本实施例中,需要说明的是,所述第二抖动幅值的变化用于表征所述抖动补偿信号的补偿效果,若所述第二抖动幅值变小,则表示所述抖动补偿信号的抖动抑制效果正在增强,即所述抖动补偿信号的调整方向是有利于增强抖动抑制效果的,应该继续保持所述调整方向;若所述第二抖动幅值变大,则表示所述抖动补偿信号的抖动抑制效果正在减弱或起了反作用,即所述抖动补偿信号的调整方向是不利于增强抖动抑制效果的,应该更改所述调整方向。
作为一种示例,步骤S324至步骤S326包括:当所述第二抖动幅值不大于所述第一抖动幅值时,增大所述抖动补偿信号的幅值,并监测所述第二抖动幅值的变化情况;当所述第二抖动幅值减小时,继续对所述抖动补偿信号的幅值进行增大,实时监测所述第二抖动幅值,当所述第二抖动幅值小于所述预设抖动幅度阈值时,停止对所述抖动补偿信号的调整;当所述第二抖动幅值增大时,对所述抖动补偿信号的幅值进行降低,实时监测所述第二抖动幅值,当所述第二抖动幅值小于所述预设抖动幅度阈值时,停止对所述抖动补偿信号的调整。
作为另一种示例,在所述判断所述第二抖动幅值是否大于所述第一抖动幅值的步骤之后,还包括:当所述第二抖动幅值不大于所述第一抖动幅值时,降低所述抖动补偿信号的幅值,并监测所述第二抖动幅值的变化情况;当所述第二抖动幅值减小时,继续对所述抖动补偿信号的幅值进行降低,实时监测所述第二抖动幅值,当所述第二抖动幅值小于所述预设抖动幅度阈值时,停止对所述抖动补偿信号的调整;当所述第二抖动幅值增大时,对所述抖动补偿信号的幅值进行增大,实时监测所述第二抖动幅值,当所述第二抖动幅值小于所述预设抖动幅度阈值时,停止对所述抖动补偿信号的调整。
其中,所述第一抖动数据包括位置反馈信息以及抖动角频率,所述第一抖动数据包括位置反馈信息以及抖动角频率,参考图3,所述根据所述第一抖动数据,确定抖动补偿信号的步骤包括:
步骤S11,通过一阶微分器,根据所述位置反馈信息进行一阶微分,得到一阶微分信号;
步骤S12,根据所述抖动角频率,确定抑制振动谐波;
步骤S13,将所述抑制振动谐波注入所述一阶微分信号,获得所述抖动补偿信号。
在本实施例中,需要说明的是,所述位置反馈信息包括第一振动信号,即所述机械臂末端的振动波形信息,包括时域中各时间点的振动幅值以及振动频率。
作为一种示例,所述一阶微分器的传递函数为:
Figure 325247DEST_PATH_IMAGE001
其中,所述
Figure 256294DEST_PATH_IMAGE002
为所述一阶微分信号,
Figure 948307DEST_PATH_IMAGE003
为所述一阶微分器的带宽角频率,
Figure 623002DEST_PATH_IMAGE004
为对 所述第一振动信号进行拉普拉斯变换后的复变参量,即拉普拉斯变换的复频率。
作为一种示例,所述抑制振动谐波的传递函数为:
Figure 84070DEST_PATH_IMAGE005
其中,所述
Figure 248335DEST_PATH_IMAGE006
为所述抑制振动谐波,
Figure 690293DEST_PATH_IMAGE007
为对所述第一振动信号进行拉普拉斯变 换后的复变参量,即拉普拉斯变换的复频率,
Figure 965417DEST_PATH_IMAGE008
为所述机械臂末端抖动的角频率。
作为一种示例,步骤S11至步骤S13包括:获取一阶微分器的带宽角频率参数,根据所述带宽角频率参数、所述位置反馈信息中第一振动信号的拉普拉斯变换的复频率以及所述一阶微分器的传递函数,确定所述一阶微分信号;对所述机械臂末端的抖动角频率进行检测,根据所述位置反馈信息中第一振动信号的拉普拉斯变换的复频率、所述抖动角频率以及所述抑制振动谐波的传递函数,确定所述抑制振动谐波;将所述抑制振动谐波与所述一阶微分进行叠加,获得所述抖动补偿信号。
作为一种示例,所述带宽角频率参数可以为1。
其中,所述通过一阶微分器,根据所述位置反馈信息进行一阶微分,得到一阶微分信号的步骤包括:
步骤S111,将所述第一振动信号进行拉普拉斯变换,得到所述第一振动信号的拉普拉斯变换的复频率;
步骤S112,获取所述一阶微分器的带宽角频率,根据所述复频率以及所述带宽角频率进行一阶微分,生成所述一阶微分信号。
作为一种示例,步骤S111至步骤S112包括:将所述位置反馈信息中的第一振动信号进行拉普拉斯变换,并转换成复变参量形式,得到所述拉普拉斯变换的复频率;获取用户输入的一阶微分器的带宽角频率,根据所述复频率以及所述带宽角频率进行一阶微分,生成所述一阶微分信号。
其中,所述根据所述复频率以及所述带宽角频率进行一阶微分的步骤包括:分别计算所述复频率与所述带宽角频率的积与所述复频率与所述带宽角频率的和,再计算所述复频率与所述带宽角频率的积与所述复频率与所述带宽角频率的和之间的商,即所述积与所述和之间的比值,得到所述一阶微分信号。
其中,所述根据所述抖动角频率,确定抑制振动谐波的步骤包括:
步骤S121,将所述第一振动信号进行拉普拉斯变换,得到所述第一振动信号的拉普拉斯变换的复频率;
步骤S122,根据所述抖动角频率以及所述复频率,确定所述抑制振动谐波。
作为一种示例,步骤S121至步骤S122包括:将所述位置反馈信息中的第一振动信号进行拉普拉斯变换,并转换成复变参量形式,得到所述拉普拉斯变换的复频率;通过运动检测设备对所述机械臂末端的运动情况进行检测,获得所述抖动角频率;根据所述抖动角频率、所述复频率以及所述一致振动谐波的传递函数,确定所述抑制振动谐波。
其中,所述根据所述抖动角频率、所述拉普拉斯频率以及所述一致振动谐波的传递函数,确定所述抑制振动谐波的步骤包括:求所述抖动角频率的平方与所述复频率的平方两者的平方和,再计算1与所述平方和的比值,得到所述抑制振动谐波。
本申请实施例提供了一种机械臂末端抖动抑制方法,首先获取机械臂末端在抖动情况下的第一抖动数据,并根据所述第一抖动数据,确定抖动补偿信号,再通过所述抖动补偿信号抑制所述机械臂末端抖动,并检测所述机械臂末端的抖动情况,得到第二抖动数据,进而根据所述第二抖动数据与预设抖动数据范围,判断是否需要对所述抖动补偿信号进行优化以及再次对所述机械臂末端进行抖动抑制,当所述第二抖动数据符合所述预设抖动数据范围时,存储所述第二抖动数据对应的抖动补偿信号,其中,所述抖动补偿信号用于在检测出所述机械臂末端的抖动情况符合所述第一抖动数据时,对所述机械臂进行抖动补偿,本申请实施例通过采集所述机械臂末端的抖动情况,生成对应的抖动抑制信号,并根据抖动抑制反馈效果优化所述抖动抑制信号,灵活性更高,而且无需制造额外的硬件设备,另外还将能成功达到预期抖动抑制效果的抖动抑制信号进行存储,在出现对应的抖动情况时快速响应,更快完成抖动抑制,解决了机械臂末端抖动抑制效果差的问题。
实施例二
本申请实施例还提供一种机械臂末端抖动抑制装置,参考图4,所述机械臂末端抖动抑制装置应用于机械臂末端抖动抑制设备,所述机械臂末端抖动抑制装置包括:
抑制信号生成模块,用于获取机械臂末端在抖动情况下的第一抖动数据,并根据所述第一抖动数据,确定抖动补偿信号;
抑制结果检测模块,用于通过所述抖动补偿信号抑制所述机械臂末端抖动,并检测所述机械臂末端的抖动情况,得到第二抖动数据;
信号优化模块,用于根据所述第二抖动数据与预设抖动数据范围,判断是否需要对所述抖动补偿信号进行优化以及再次对所述机械臂末端进行抖动抑制;
信号存储模块,用于当所述第二抖动数据符合所述预设抖动数据范围时,存储所述第二抖动数据对应的抖动补偿信号,其中,所述抖动补偿信号用于在检测出所述机械臂末端的抖动情况符合所述第一抖动数据时,对所述机械臂进行抖动补偿。
可选地,所述信号优化模块还用于:
判断所述第二抖动数据是否符合所述预设抖动数据范围;
若否,则将所述抖动补偿信号进行优化,返回执行步骤:通过所述抖动补偿信号抑制所述机械臂末端抖动,并检测所述机械臂末端的抖动情况,得到第二抖动数据,直至所述第二抖动数据符合所述预设抖动数据范围。
可选地,所述信号优化模块还用于:
根据预设标准位置以及所述第一反馈位置,确定第一抖动幅值,并根据预设标准位置以及第二反馈位置,确定第二抖动幅值;
判断所述第二抖动幅值是否大于所述第一抖动幅值;
若所述第二抖动幅值大于所述第一抖动幅值,则根据所述第二抖动数据,确定优化后的抖动补偿信号。
可选地,所述信号优化模块还用于:
若所述第二抖动幅值不大于所述第一抖动幅值,则将所述抖动补偿信号的幅值增大,并监测所述第二抖动幅值的变化;
当所述第二抖动幅值减小时,则继续增大所述抖动补偿信号的幅值,直至所述第二抖动幅值小于所述预设抖动幅度阈值;
当所述第二抖动幅值增大时,则减小所述抖动补偿信号的幅值,检测所述第二抖动幅值的变化,直至所述第二抖动幅值小于所述预设抖动幅度阈值。
可选地,所述抑制信号生成模块还用于:
通过一阶微分器,根据所述位置反馈信息进行一阶微分,得到一阶微分信号;
根据所述抖动角频率,确定抑制振动谐波;
将所述抑制振动谐波注入所述一阶微分信号,获得所述抖动补偿信号。
可选地,所述抑制信号生成模块还用于:
通过一阶微分器,根据所述位置反馈信息进行一阶微分,得到一阶微分信号;
根据所述抖动角频率,确定抑制振动谐波;
将所述抑制振动谐波注入所述一阶微分信号,获得所述抖动补偿信号。
可选地,所述抑制信号生成模块还用于:
将所述第一振动信号进行拉普拉斯变换,得到所述第一振动信号的拉普拉斯变换的复频率;
获取所述一阶微分器的带宽角频率,根据所述复频率以及所述带宽角频率进行一阶微分,生成所述一阶微分信号。
可选地,所述抑制信号生成模块还用于:
将所述第一振动信号进行拉普拉斯变换,得到所述第一振动信号的拉普拉斯变换的复频率;
根据所述抖动角频率以及所述复频率,确定所述抑制振动谐波。
本申请提供的机械臂末端抖动抑制装置,采用上述实施例中的机械臂末端抖动抑制方法,解决了机械臂末端抖动抑制效果差的技术问题。与现有技术相比,本申请实施例提供的机械臂末端抖动抑制装置的有益效果与上述实施例提供的机械臂末端抖动抑制方法的有益效果相同,且该机械臂末端抖动抑制装置中的其他技术特征与上一实施例方法公开的特征相同,在此不做赘述。
实施例三
本申请实施例提供一种电子设备,电子设备包括:至少一个处理器;以及,与至少一个处理器通信链接的存储器;其中,存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令,指令被至少一个处理器执行,以使至少一个处理器能够执行上述实施例一中的机械臂末端抖动抑制方法。
下面参考图5,其示出了适于用来实现本公开实施例的电子设备的结构示意图。本公开实施例中的电子设备可以包括但不限于注入移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、PMP(便携式多媒体播放器)、车载终端(例如车载导航终端)等等的移动终端以及注入数字TV、台式计算机等等的固定终端。图5示出的电子设备仅仅是一个示例,不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图5所示,电子设备可以包括处理装置(例如中央处理器、图形处理器等),其可以根据存储在只读存储器(ROM)中的程序或者从存储装置加载到随机访问存储器(RAM)中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM中,还存储有电子设备操作所需的各种程序和数据。处理装置、ROM以及RAM通过总线彼此相连。输入/输出(I/O)接口也链接至总线。
通常,以下系统可以链接至I/O接口:包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、图像传感器、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置;包括例如液晶显示器(LCD)、扬声器、振动器等的输出装置;包括例如磁带、硬盘等的存储装置;以及通信装置。通信装置可以允许电子设备与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图中示出了具有各种系统的电子设备,但是应理解的是,并不要求实施或具备所有示出的系统。可以替代地实施或具备更多或更少的系统。
特别地,根据本公开的实施例,上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如,本公开的实施例包括一种计算机程序产品,其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序,该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中,该计算机程序可以通过通信装置从网络上被下载和安装,或者从存储装置被安装,或者从ROM被安装。在该计算机程序被处理装置执行时,执行本公开实施例的方法中限定的上述功能。
本申请提供的电子设备,采用上述实施例中的机械臂末端抖动抑制方法,解决了机械臂末端抖动抑制效果差的技术问题。与现有技术相比,本申请实施例提供的电子设备的有益效果与上述实施例一提供的机械臂末端抖动抑制方法的有益效果相同,且该电子设备中的其他技术特征与上一实施例方法公开的特征相同,在此不做赘述。
应当理解,本公开的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式的描述中,具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
实施例四
本实施例提供一种计算机可读存储介质,具有存储在其上的计算机可读程序指令,计算机可读程序指令用于执行上述实施例一中的机械臂末端抖动抑制的方法。
本申请实施例提供的计算机可读存储介质例如可以是U盘,但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、系统或器件,或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于:具有一个或多个导线的电链接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本实施例中,计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行系统、系统或者器件使用或者与其结合使用。计算机可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输,包括但不限于:电线、光缆、RF(射频)等等,或者上述的任意合适的组合。
上述计算机可读存储介质可以是电子设备中所包含的;也可以是单独存在,而未装配入电子设备中。
上述计算机可读存储介质承载有一个或者多个程序,当上述一个或者多个程序被电子设备执行时,使得电子设备:获取机械臂末端在抖动情况下的第一抖动数据,并根据所述第一抖动数据,确定抖动补偿信号;通过所述抖动补偿信号抑制所述机械臂末端抖动,并检测所述机械臂末端的抖动情况,得到第二抖动数据;根据所述第二抖动数据与预设抖动数据范围,判断是否需要对所述抖动补偿信号进行优化以及再次对所述机械臂末端进行抖动抑制;当所述第二抖动数据符合所述预设抖动数据范围时,存储所述第二抖动数据对应的抖动补偿信号,其中,所述抖动补偿信号用于在检测出所述机械臂末端的抖动情况符合所述第一抖动数据时,对所述机械臂进行抖动补偿。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代码,上述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—注入Java、Smalltalk、C++,还包括常规的过程式程序设计语言—注入“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中,远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—链接到用户计算机,或者,可以链接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网链接)。
附图中的流程图和框图,图示了按照本申请各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分,该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本公开实施例中所涉及到的模块可以通过软件的方式实现,也可以通过硬件的方式来实现。其中,模块的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。
本申请提供的计算机可读存储介质,存储有用于执行上述机械臂末端抖动抑制方法的计算机可读程序指令,解决了机械臂末端抖动抑制效果差的技术问题。与现有技术相比,本申请实施例提供的计算机可读存储介质的有益效果与上述实施例提供的机械臂末端抖动抑制方法的有益效果相同,在此不做赘述。
实施例五
本申请还提供一种计算机程序产品,包括计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的机械臂末端抖动抑制方法的步骤。
本申请提供的计算机程序产品解决了机械臂末端抖动抑制效果差的技术问题。与现有技术相比,本申请实施例提供的计算机程序产品的有益效果与上述实施例提供的机械臂末端抖动抑制方法的有益效果相同,在此不做赘述。
以上仅为本申请的优选实施例,并非因此限制本申请的专利范围,凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利处理范围内。

Claims (4)

1.一种机械臂末端抖动抑制方法,其特征在于,所述机械臂末端抖动抑制方法包括:
获取机械臂末端在抖动情况下的第一抖动数据,并根据所述第一抖动数据,确定抖动补偿信号;
通过所述抖动补偿信号抑制所述机械臂末端抖动,并检测所述机械臂末端的抖动情况,得到第二抖动数据;
根据所述第二抖动数据与预设抖动数据范围,判断是否需要对所述抖动补偿信号进行优化以及再次对所述机械臂末端进行抖动抑制;
当所述第二抖动数据符合所述预设抖动数据范围时,存储所述第二抖动数据对应的抖动补偿信号,其中,所述抖动补偿信号用于在检测出所述机械臂末端的抖动情况符合所述第一抖动数据时,对所述机械臂进行抖动补偿;
其中,所述根据所述第二抖动数据与预设抖动数据范围,判断是否需要对所述抖动补偿信号进行优化以及再次对所述机械臂末端进行抖动抑制的步骤包括:
判断所述第二抖动数据是否符合所述预设抖动数据范围,其中,所述预设抖动数据范围至少包括预设抖动幅值以及预设抖动频率中的一种,用于检测所述机械臂末端的抖动抑制效果是否达到预期;
若否,则将所述抖动补偿信号进行优化,返回执行步骤:通过所述抖动补偿信号抑制所述机械臂末端抖动,并检测所述机械臂末端的抖动情况,得到第二抖动数据,直至所述第二抖动数据符合所述预设抖动数据范围;
其中,所述第一抖动数据中包括第一反馈位置,所述第二抖动数据中包括第二反馈位置,所述将所述抖动补偿信号进行优化的步骤包括:
根据预设标准位置以及所述第一反馈位置,确定第一抖动幅值,并根据预设标准位置以及所述第二反馈位置,确定第二抖动幅值;
判断所述第二抖动幅值是否大于所述第一抖动幅值;
若所述第二抖动幅值大于所述第一抖动幅值,则根据所述第二抖动数据,确定优化后的抖动补偿信号;
其中,所述预设抖动数据范围中包括预设抖动幅度阈值,在所述判断所述第二抖动幅值是否大于所述第一抖动幅值的步骤之后,还包括:
若所述第二抖动幅值不大于所述第一抖动幅值,则将所述抖动补偿信号的幅值增大,并监测所述第二抖动幅值的变化;
当所述第二抖动幅值减小时,则继续增大所述抖动补偿信号的幅值,直至所述第二抖动幅值小于所述预设抖动幅度阈值,其中,所述第二抖动幅值的变化用于表征所述抖动补偿信号的补偿效果,当前的第二抖动幅值变化情况表征所述抖动补偿信号的抖动抑制效果正在增强;
当所述第二抖动幅值增大时,则减小所述抖动补偿信号的幅值,检测所述第二抖动幅值的变化,直至所述第二抖动幅值小于所述预设抖动幅度阈值,其中,当前的第二抖动幅值变化情况表征所述抖动补偿信号的抖动抑制效果正在减弱或起了反作用。
2.一种机械臂末端抖动抑制装置,其特征在于,所述机械臂末端抖动抑制装置包括:
抑制信号生成模块,用于获取机械臂末端在抖动情况下的第一抖动数据,并根据所述第一抖动数据,确定抖动补偿信号,其中,所述第一抖动数据中包括第一反馈位置;
抑制结果检测模块,用于通过所述抖动补偿信号抑制所述机械臂末端抖动,并检测所述机械臂末端的抖动情况,得到第二抖动数据,其中,所述第二抖动数据中包括第二反馈位置;
信号优化模块,用于根据所述第二抖动数据与预设抖动数据范围,判断是否需要对所述抖动补偿信号进行优化以及再次对所述机械臂末端进行抖动抑制,其中,所述预设抖动数据范围中包括预设抖动幅度阈值;
信号存储模块,用于当所述第二抖动数据符合所述预设抖动数据范围时,存储所述第二抖动数据对应的抖动补偿信号,其中,所述抖动补偿信号用于在检测出所述机械臂末端的抖动情况符合所述第一抖动数据时,对所述机械臂进行抖动补偿;
其中,所述信号优化模块还用于:
判断所述第二抖动数据是否符合所述预设抖动数据范围,其中,所述预设抖动数据范围至少包括预设抖动幅值以及预设抖动频率中的一种,用于检测所述机械臂末端的抖动抑制效果是否达到预期;
若否,则将所述抖动补偿信号进行优化,返回执行步骤:通过所述抖动补偿信号抑制所述机械臂末端抖动,并检测所述机械臂末端的抖动情况,得到第二抖动数据,直至所述第二抖动数据符合所述预设抖动数据范围;
其中,所述信号优化模块还用于:
根据预设标准位置以及所述第一反馈位置,确定第一抖动幅值,并根据预设标准位置以及所述第二反馈位置,确定第二抖动幅值;
判断所述第二抖动幅值是否大于所述第一抖动幅值;
若所述第二抖动幅值大于所述第一抖动幅值,则根据所述第二抖动数据,确定优化后的抖动补偿信号;
其中,所述信号优化模块还用于:
若所述第二抖动幅值不大于所述第一抖动幅值,则将所述抖动补偿信号的幅值增大,并监测所述第二抖动幅值的变化;
当所述第二抖动幅值减小时,则继续增大所述抖动补偿信号的幅值,直至所述第二抖动幅值小于所述预设抖动幅度阈值,其中,所述第二抖动幅值的变化用于表征所述抖动补偿信号的补偿效果,当前的第二抖动幅值变化情况表征所述抖动补偿信号的抖动抑制效果正在增强;
当所述第二抖动幅值增大时,则减小所述抖动补偿信号的幅值,检测所述第二抖动幅值的变化,直至所述第二抖动幅值小于所述预设抖动幅度阈值,其中,当前的第二抖动幅值变化情况表征所述抖动补偿信号的抖动抑制效果正在减弱或起了反作用。
3.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括:
至少一个处理器;以及,
与所述至少一个处理器通信链接的存储器;其中,
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1所述的机械臂末端抖动抑制方法的步骤。
4.一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上存储有实现机械臂末端抖动抑制方法的程序,所述实现机械臂末端抖动抑制方法的程序被处理器执行以实现如权利要求1所述机械臂末端抖动抑制方法的步骤。
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