CN117340899B - 转矩补偿方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种转矩补偿方法、装置、电子设备及存储介质。该方法包括：获取机器人一体化关节模组的当前温度；将机器人一体化关节模组的当前温度输入至预先拟合得到的扭矩系数补偿模型中，得到机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿扭矩系数；基于机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿扭矩系数更新机器人一体化关节模组中电机的扭矩常数。或者，将机器人一体化关节模组的当前温度输入至预先构建得到的力控补偿模型中，得到机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿输出扭矩；基于机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿输出扭矩更新机器人一体化关节模组中电机的输出扭矩。上述技术方案，提升了机器人一体化关节模组控制精度。
Description
技术领域
本发明涉及机器人控制技术领域，尤其涉及一种转矩补偿方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
手术机器人已经成为了当下重要的医疗辅助手段，相比于传统工业机器人手术机器人有着更高精度的需求。
在实现本发明的过程中，发现现有技术中至少存在以下技术问题：手术机器人的一体化关节模组存在控制精度低的问题。
发明内容
本发明提供了一种转矩补偿方法、装置、电子设备及存储介质，以提升手术机器人的一体化关节模组的控制精度。
根据本发明的一方面，提供了一种转矩补偿方法，包括：
获取机器人一体化关节模组的当前温度；
将所述机器人一体化关节模组的当前温度输入至预先拟合得到的扭矩系数补偿模型中，得到所述机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿扭矩系数；
基于所述机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿扭矩系数，更新所述机器人一体化关节模组中电机的扭矩常数。
根据本发明的另一方面，提供了一种转矩补偿方法，包括：
获取机器人一体化关节模组的当前温度；
将所述机器人一体化关节模组的当前温度输入至预先构建得到的力控补偿模型中，得到所述机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿输出扭矩；
基于所述机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿输出扭矩，更新所述机器人一体化关节模组中电机的输出扭矩。
根据本发明的另一方面，提供了一种转矩补偿装置，包括：
温度获取模块，用于获取机器人一体化关节模组的当前温度；
补偿扭矩系数预测模块，用于将所述机器人一体化关节模组的当前温度输入至预先拟合得到的扭矩系数补偿模型中，得到所述机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿扭矩系数；
扭矩常数更新模块，用于基于所述机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿扭矩系数，更新所述机器人一体化关节模组中电机的扭矩常数。
根据本发明的另一方面，提供了一种转矩补偿装置，包括：
温度获取模块，用于获取机器人一体化关节模组的当前温度；
补偿输出扭矩预测模块，用于将所述机器人一体化关节模组的当前温度输入至预先构建得到的力控补偿模型中，得到所述机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿输出扭矩；
输出扭矩更新模块，用于基于所述机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿输出扭矩，更新所述机器人一体化关节模组中电机的输出扭矩。
根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，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连接的存储器；
其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序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本发明任一实施例所述的转矩补偿方法。
根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的转矩补偿方法。
本发明实施例的技术方案，能够根据机器人一体化关节模组的当前温度，实时补偿机器人一体化关节模组中电机的扭矩常数或者输出扭矩，提升了机器人一体化关节模组控制精度。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例一提供的一种转矩补偿方法的流程图；
图2是根据本发明实施例一提供的一种扭矩系数温升曲线的示意图；
图3是根据本发明实施例二提供的一种转矩补偿方法的流程图；
图4是根据本发明实施例二提供的一种粘滞摩擦力温升模型示意图；
图5是根据本发明实施例二提供的一种速度-转矩视图；
图6是根据本发明实施例二提供的一种温度-转矩视图；
图7是根据本发明实施例三提供的一种转矩补偿装置的结构示意图；
图8是根据本发明实施例四提供的一种转矩补偿装置的结构示意图；
图9是实现本发明实施例的转矩补偿方法的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
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能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。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。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种转矩补偿方法的流程图，本实施例可适用于自动补偿手术机器人一体化关节模组扭矩常数的情况，该方法可以由转矩补偿装置来执行，该转矩补偿装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该转矩补偿装置可配置于手术机器人、计算机等电子设备中。如图1所示，该方法包括：
S110、获取机器人一体化关节模组的当前温度。
在本公开实施例中，当前温度是指机器人一体化关节模组处的实时温度。
具体地，可以通过设置在机器人一体化关节模组处的温度检测装置检测得到，或者可以将机器人所处的环境温度作为机器人一体化关节模组的当前温度，在此不作具体限定。
S120、将所述机器人一体化关节模组的当前温度输入至预先拟合得到的扭矩系数补偿模型中，得到所述机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿扭矩系数。
在本公开实施例中，扭矩系数补偿模型包括：
；
其中，表示扭矩系数补偿模型的第一系数，/>表示扭矩系数补偿模型的第二系数；/>表示机器人一体化关节模组的当前温度，/>表示机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿扭矩系数。第一系数和第二系数可以通过线性拟合得到，具体数值在此不做限定。
在一些可选实施例中，扭矩系数补偿模型还可以为二阶多项式或者其他多阶多项式，在此不做具体限定。
S130、基于所述机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿扭矩系数，更新所述机器人一体化关节模组中电机的扭矩常数。
其中，补偿扭矩系数用于对机器人一体化关节模组中电机的扭矩常数进行补偿，以提升机器人一体化关节模组控制精度。
具体地，扭矩系数补偿模型的拟合步骤包括：在电流环控制模式下，以给定步长递增目标电流值，通过一体化关节模组外接力矩传感器采集目标电流值对应的力矩值，并通过温度采集装置采集目标电流值对应的当前温度，其中，目标电流值是指机器人一体化关节模组的工作电流。还可以通过人工拖拽或电机驱动等方式给机器人一体化关节模组升温，分别在不同温度下采集机器人一体化关节模组的电流值与力矩值。进而可以将上述采集得到的数据按照温度维度进行分类，分别对不同温度下的电流值与力矩值进行线性拟合，得到不同温度下的扭矩系数，扭矩系数线性拟合表达式如下所示：
；
其中，表示力矩传感器测量得到的力矩值，/>表示电流值，/>表示线性拟合得到的扭矩系数。进一步地，将温度与扭矩系数进行一阶多项式拟合，得到扭矩系数补偿模型，使用该扭矩系数补偿模型根据当前温度动态计算补偿扭矩系数，从而更新机器人一体化关节模组中电机的扭矩常数，提升机器人一体化关节模组控制精度。图2是根据本发明实施例提供的一种扭矩系数温升曲线的示意图，其中，扭矩系数n表示温度n下的扭矩系数。
在一些可选实施例中，方法还包括：将机器人一体化关节模组的当前温度输入至预先构建得到的力控补偿模型中，得到机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿输出扭矩，基于机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿输出扭矩，更新机器人一体化关节模组中电机的输出扭矩。其中，力控补偿模型可以与其他实施例中力控补偿模型相同。
本发明实施例的技术方案，能够根据机器人一体化关节模组的当前温度，实时补偿机器人一体化关节模组中电机的扭矩常数，提升了机器人一体化关节模组控制精度。
实施例二
图3为本发明实施例二提供的一种转矩补偿方法的流程图，本实施例可适用于自动补偿医疗机器人一体化关节模组输出扭矩的情况，该方法可以由转矩补偿装置来执行，该转矩补偿装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该转矩补偿装置可配置于手术机器人、计算机等电子设备中。如图3所示，该方法包括：
S210、获取机器人一体化关节模组的当前温度。
在本公开实施例中，当前温度是指机器人一体化关节模组处的实时温度。
具体地，可以通过设置在机器人一体化关节模组处的温度检测装置检测得到，或者可以通过将机器人所处的环境温度作为机器人一体化关节模组的当前温度，在此不作具体限定。
S220、将所述机器人一体化关节模组的当前温度输入至预先构建得到的力控补偿模型中，得到所述机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿输出扭矩。
其中，力控补偿模型可以是与温度相关的粘滞摩擦力模型。
在本公开实施例中，力控补偿模型可以包括：
；
；
其中，表示关节角度，/>表示速度，/>表示加速度，/>表示机器人一体化关节模组的当前温度，/>表示操作臂的质量矩阵，/>表示位置相关的摩擦力，/>表示库伦摩擦力，/>表示当前温度与速度相关的粘滞摩擦力，具体关联关系如/>公式所示，表示基础摩擦力，/>表示速度上界，/>表示温度与力矩的转换系数，/>表示温度与速度的转换系数，/>表示机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿输出扭矩。位置相关的摩擦力是指不同关节角度位置所呈现的摩擦力，例如/>可以为六阶多项式，，其中，为多项式系数，系数具体数值在此不做限定。/>、/>、/>和/>均为待辨识参数，参数辨识过程可以设定优化目标为实际力矩值与预测的补偿输出扭矩的均方误差最小，使用最小二乘等优化方法进行求解，从而得到/>、/>、/>和/>。
在一些可选实施例中，力控补偿模型还可以为其他引入温度变量的动力学模型，在此不做具体限定。
S230、基于所述机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿输出扭矩，更新所述机器人一体化关节模组中电机的输出扭矩。
其中，补偿输出扭矩用于对机器人一体化关节模组中电机的输出扭矩进行补偿，以提升机器人一体化关节模组控制精度。
具体地，在位置环进行数据采样，使一体化关节模组进行正弦变速往复运动，采集一体化关节模组运动过程中的位置、速度、力矩以及温度数据；将采集的一体化关节模组运动过程中的位置、速度、力矩以及温度数据代入构建的动力学模型，进行参数辨识。参数辨识过程可以设定优化目标为实际力矩值与预测的补偿输出扭矩的均方误差最小，使用最小二乘等优化方法进行求解，得到、/>、/>和/>，其中，/>、/>、/>和/>均为待辨识参数。可以理解的是，在完成参数辨识之后，即得到力控补偿模型。图4是根据本发明实施例提供的一种粘滞摩擦力温升模型示意图，由图4可知，随着温度升高，粘滞摩擦力曲线由陡峭变得平坦。图5是本发明实施例提供的一种速度-转矩视图，由图5可知，随着速度增大，转矩随之升高，即在速度增大的情况下机器人一体化关节模组中电机的输出扭矩随之增大。图6是本发明实施例提供的一种温度-转矩视图，由图6可知，随着温度升高，转矩呈指数降低，即在温度升高的情况下机器人一体化关节模组中电机的输出扭矩随之降低。
需要说明的是，在手术机器人实际工作过程中，手术机器人一体化关节模组中谐波减速器润滑油脂是影响输出扭矩的关键因素，随着温度升高润滑脂粘滞摩擦力降低，所以在相同负载下，温度越低或者速度越大，电机所需输出扭矩也就越多。本公开实施例提供的力控补偿模型能够贴合当前温度与输出扭矩的变化趋势，完成输出扭矩的修正，实现在不同温度下保持手术机器人示教拖动感受一致，同时也可以应用于动力学建模前馈补偿，提升手术机器人一体化关节模组的控制精度。
在一些可选实施例中，方法还包括：将机器人一体化关节模组的当前温度输入至预先拟合得到的扭矩系数补偿模型中，得到机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿扭矩系数；基于机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿扭矩系数，更新机器人一体化关节模组中电机的扭矩常数。其中，扭矩系数补偿模型可以与其他实施例中的扭矩系数补偿模型相同。
本发明实施例的技术方案，能够根据机器人一体化关节模组的当前温度，实时补偿机器人一体化关节模组中电机的输出扭矩，提升了机器人一体化关节模组控制精度。
实施例三
图7为本发明实施例三提供的一种转矩补偿装置的结构示意图。如图7所示，该装置包括：
温度获取模块310，用于获取机器人一体化关节模组的当前温度；
补偿扭矩系数预测模块320，用于将所述机器人一体化关节模组的当前温度输入至预先拟合得到的扭矩系数补偿模型中，得到所述机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿扭矩系数；
扭矩常数更新模块330，用于基于所述机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿扭矩系数，更新所述机器人一体化关节模组中电机的扭矩常数。
本发明实施例的技术方案，能够根据机器人一体化关节模组的当前温度，实时补偿机器人一体化关节模组中电机的扭矩常数，提升了机器人一体化关节模组控制精度。
在一些可选的实施方式中，所述扭矩系数补偿模型包括：
；
其中，表示扭矩系数补偿模型的第一系数，/>表示扭矩系数补偿模型的第二系数；/>表示机器人一体化关节模组的当前温度，/>表示机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿扭矩系数。
本发明实施例所提供的转矩补偿装置可执行本发明任意实施例所提供的转矩补偿方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例四
图8为本发明实施例四提供的一种转矩补偿装置的结构示意图。如图8所示，该装置包括：
温度获取模块410，用于获取机器人一体化关节模组的当前温度；
补偿输出扭矩预测模块420，用于将所述机器人一体化关节模组的当前温度输入至预先构建得到的力控补偿模型中，得到所述机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿输出扭矩；
输出扭矩更新模块430，用于基于所述机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿输出扭矩，更新所述机器人一体化关节模组中电机的输出扭矩。
本发明实施例的技术方案，能够根据机器人一体化关节模组的当前温度，实时补偿机器人一体化关节模组中电机的输出扭矩，提升了机器人一体化关节模组控制精度。
在一些可选的实施方式中，所述力控补偿模型包括：
；
；
其中，表示关节角度，/>表示速度，/>表示加速度，/>表示机器人一体化关节模组的当前温度，/>表示操作臂的质量矩阵，/>表示位置相关的摩擦力，/>表示库伦摩擦力，/>表示当前温度与速度相关的粘滞摩擦力，/>表示基础摩擦力，/>表示速度上界，/>表示温度与力矩的转换系数，/>表示温度与速度的转换系数，/>表示机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿输出扭矩。
本发明实施例所提供的转矩补偿装置可执行本发明任意实施例所提供的转矩补偿方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例五
图9示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备10的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字助理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备（如头盔、眼镜、手表等）和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。
如图9所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器（ROM）12、随机访问存储器（RAM）13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器（ROM）12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器（RAM）13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。I/O接口15也连接至总线14。
电子设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元（CPU）、图形处理单元（GPU）、各种专用的人工智能（AI）计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器（DSP）、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如转矩补偿方法，该方法包括：
获取机器人一体化关节模组的当前温度；
将所述机器人一体化关节模组的当前温度输入至预先拟合得到的扭矩系数补偿模型中，得到所述机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿扭矩系数；
基于所述机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿扭矩系数，更新所述机器人一体化关节模组中电机的扭矩常数；
和/或，获取机器人一体化关节模组的当前温度；
将所述机器人一体化关节模组的当前温度输入至预先构建得到的力控补偿模型中，得到所述机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿输出扭矩；
基于所述机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿输出扭矩，更新所述机器人一体化关节模组中电机的输出扭矩。
在一些实施例中，转矩补偿方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到RAM 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的转矩补偿方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式（例如，借助于固件）而被配置为执行转矩补偿方法。
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）、专用标准产品（ASSP）、芯片上系统的系统（SOC）、复杂可编程逻辑设备（CPLD）、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM或快闪存储器）、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器（CD-ROM）、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置（例如，CRT（阴极射线管）或者LCD（液晶显示器）监视器）；以及键盘和指向装置（例如，鼠标或者轨迹球），用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈（例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈）；并且可以用任何形式（包括声输入、语音输入或者、触觉输入）来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统（例如，作为数据服务器）、或者包括中间件部件的计算系统（例如，应用服务器）、或者包括前端部件的计算系统（例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互）、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信（例如，通信网络）来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网（LAN）、广域网（WAN）、区块链网络和互联网。
计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。
Claims (4)
1.一种转矩补偿方法，其特征在于，包括：
获取手术机器人一体化关节模组的当前温度，当前温度是指手术机器人一体化关节模组处的实时温度；
将所述手术机器人一体化关节模组的当前温度输入至预先拟合得到的扭矩系数补偿模型中，得到所述手术机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿扭矩系数；
基于所述手术机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿扭矩系数，更新所述手术机器人一体化关节模组中电机的扭矩常数；
所述扭矩系数补偿模型包括：
；
其中，表示扭矩系数补偿模型的第一系数，/>表示扭矩系数补偿模型的第二系数；/>表示手术机器人一体化关节模组的当前温度，/>表示手术机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿扭矩系数；
所述扭矩系数补偿模型的拟合步骤包括：在电流环控制模式下，以给定步长递增目标电流值，通过手术机器人一体化关节模组外接力矩传感器采集目标电流值对应的力矩值，并通过温度采集装置采集目标电流值对应的当前温度，其中，目标电流值是指手术机器人一体化关节模组的工作电流；通过人工拖拽或电机驱动方式给手术机器人一体化关节模组升温，分别在不同温度下采集手术机器人一体化关节模组的电流值与力矩值；分别对不同温度下的电流值与力矩值进行线性拟合，得到不同温度下的扭矩系数，扭矩系数线性拟合表达式如下所示：
；
其中，表示力矩传感器测量得到的力矩值，/>表示电流值，/>表示线性拟合得到的扭矩系数；将温度与扭矩系数进行一阶多项式拟合，得到扭矩系数补偿模型；
将所述手术机器人一体化关节模组的当前温度输入至预先构建得到的力控补偿模型中，得到所述手术机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿输出扭矩；
基于所述手术机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿输出扭矩，更新所述手术机器人一体化关节模组中电机的输出扭矩；
所述力控补偿模型包括：
；
；
其中，表示关节角度，/>表示速度，/>表示加速度，/>表示手术机器人一体化关节模组的当前温度，/>表示操作臂的质量矩阵，/>表示位置相关的摩擦力，/>表示库伦摩擦力，/>表示当前温度与速度相关的粘滞摩擦力，/>表示基础摩擦力，/>表示速度上界，/>表示温度与力矩的转换系数，/>表示温度与速度的转换系数，/>表示手术机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿输出扭矩；
所述力控补偿模型的参数辨识步骤包括：在位置环进行数据采样，使手术机器人一体化关节模组进行正弦变速往复运动，采集手术机器人一体化关节模组运动过程中的位置、速度、力矩以及温度数据；将采集的手术机器人一体化关节模组运动过程中的位置、速度、力矩以及温度数据代入构建的动力学模型，进行参数辨识；参数辨识过程设定优化目标为实际力矩值与预测的补偿输出扭矩的均方误差最小，使用最小二乘优化方法进行求解，得到、/>、/>和/>。
2.一种转矩补偿装置，其特征在于，包括：
温度获取模块，用于获取手术机器人一体化关节模组的当前温度，当前温度是指手术机器人一体化关节模组处的实时温度；
补偿扭矩系数预测模块，用于将所述手术机器人一体化关节模组的当前温度输入至预先拟合得到的扭矩系数补偿模型中，得到所述手术机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿扭矩系数；
扭矩常数更新模块，用于基于所述手术机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿扭矩系数，更新所述手术机器人一体化关节模组中电机的扭矩常数；
所述扭矩系数补偿模型包括：
；
其中，表示扭矩系数补偿模型的第一系数，/>表示扭矩系数补偿模型的第二系数；/>表示手术机器人一体化关节模组的当前温度，/>表示手术机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿扭矩系数；
所述扭矩系数补偿模型的拟合步骤包括：在电流环控制模式下，以给定步长递增目标电流值，通过手术机器人一体化关节模组外接力矩传感器采集目标电流值对应的力矩值，并通过温度采集装置采集目标电流值对应的当前温度，其中，目标电流值是指手术机器人一体化关节模组的工作电流；通过人工拖拽或电机驱动方式给手术机器人一体化关节模组升温，分别在不同温度下采集手术机器人一体化关节模组的电流值与力矩值；分别对不同温度下的电流值与力矩值进行线性拟合，得到不同温度下的扭矩系数，扭矩系数线性拟合表达式如下所示：
；
其中，表示力矩传感器测量得到的力矩值，/>表示电流值，/>表示线性拟合得到的扭矩系数；将温度与扭矩系数进行一阶多项式拟合，得到扭矩系数补偿模型；
补偿输出扭矩预测模块，用于将所述手术机器人一体化关节模组的当前温度输入至预先构建得到的力控补偿模型中，得到所述手术机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿输出扭矩；
输出扭矩更新模块，用于基于所述手术机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿输出扭矩，更新所述手术机器人一体化关节模组中电机的输出扭矩；
所述力控补偿模型包括：
；
；
其中，表示关节角度，/>表示速度，/>表示加速度，/>表示手术机器人一体化关节模组的当前温度，/>表示操作臂的质量矩阵，/>表示位置相关的摩擦力，/>表示库伦摩擦力，/>表示当前温度与速度相关的粘滞摩擦力，/>表示基础摩擦力，/>表示速度上界，/>表示温度与力矩的转换系数，/>表示温度与速度的转换系数，/>表示手术机器人一体化关节模组的当前温度对应的补偿输出扭矩；
所述力控补偿模型的参数辨识步骤包括：在位置环进行数据采样，使手术机器人一体化关节模组进行正弦变速往复运动，采集手术机器人一体化关节模组运动过程中的位置、速度、力矩以及温度数据；将采集的手术机器人一体化关节模组运动过程中的位置、速度、力矩以及温度数据代入构建的动力学模型，进行参数辨识；参数辨识过程设定优化目标为实际力矩值与预测的补偿输出扭矩的均方误差最小，使用最小二乘优化方法进行求解，得到、/>、/>和/>。
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连接的存储器；
其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序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所述的转矩补偿方法。
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存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1所述的转矩补偿方法。
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