本發(fā)明涉及作業(yè)機(jī)械，具體地涉及一種作業(yè)機(jī)械末端執(zhí)行器控制方法、一種作業(yè)機(jī)械末端執(zhí)行器控制方法裝置、一種作業(yè)機(jī)械、一種機(jī)器可讀存儲介質(zhì)及一種電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、有很多作業(yè)機(jī)械具有類似掃平、打磨的功能，比如：平地機(jī)、挖掘機(jī)等。其中，平地機(jī)可以對地面進(jìn)行平整和壓實(shí)。挖掘機(jī)可以進(jìn)行掃平，通過保持挖掘機(jī)鏟斗底板與地面平行且輕微接觸，操作控制挖掘機(jī)鏟斗前后左右移動(dòng)，到達(dá)平整地面的作用。上述作業(yè)機(jī)械在進(jìn)行類似掃平或打磨作業(yè)時(shí)，是通過控制作業(yè)機(jī)械的末端執(zhí)行器接觸作業(yè)對象來實(shí)現(xiàn)的。

2、然而，現(xiàn)有的作業(yè)機(jī)械在進(jìn)行類似掃平、打磨作業(yè)時(shí)，沒有考慮作業(yè)對象的硬度，如果作業(yè)路徑上存在質(zhì)地堅(jiān)硬且凸起的硬物，則容易造成末端執(zhí)行器發(fā)生嚴(yán)重磨損，甚至開裂，影響結(jié)構(gòu)完整性，從而降低施工效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例的目的是提供一種作業(yè)機(jī)械末端執(zhí)行器控制方法、一種作業(yè)機(jī)械末端執(zhí)行器控制方法裝置、一種作業(yè)機(jī)械、一種機(jī)器可讀存儲介質(zhì)及一種電子設(shè)備，該作業(yè)機(jī)械末端執(zhí)行器控制方法利用阻抗控制實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器柔性作業(yè)，能夠避免末端執(zhí)行器與作業(yè)表面的接觸物發(fā)生剛性碰撞，造成末端執(zhí)行器損傷，保證了作業(yè)機(jī)械的安全，從而有助于保證施工效率。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)第一方面提供一種作業(yè)機(jī)械末端執(zhí)行器控制方法，包括：

3、構(gòu)建末端執(zhí)行器與作業(yè)表面之間的阻抗控制模型；

4、基于所述阻抗控制模型，構(gòu)建期望阻抗控制表達(dá)式；

5、將所述期望阻抗控制表達(dá)式進(jìn)行變換，得到位置修正模型，所述位置修正模型用于在每一次所述末端執(zhí)行器與作業(yè)表面接觸時(shí)，基于接觸面作用力調(diào)整所述末端執(zhí)行器在垂直于所述作業(yè)表面方向的位置，以實(shí)現(xiàn)對所述末端執(zhí)行器的阻抗控制。

6、在本技術(shù)實(shí)施例中，所述將所述期望阻抗控制表達(dá)式進(jìn)行變換，得到位置修正模型，包括：

7、將所述期望阻抗控制表達(dá)式進(jìn)行頻域變換，得到目標(biāo)導(dǎo)納方程；

8、將所述目標(biāo)導(dǎo)納方程進(jìn)行離散化處理，得到z變換表達(dá)式；

9、基于所述z變換表達(dá)式，得到所述末端執(zhí)行器的位移表達(dá)式；

10、將所述末端執(zhí)行器的位移表達(dá)式進(jìn)行逆z變換，得到位置修正模型。

11、在本技術(shù)實(shí)施例中，所述將所述期望阻抗控制表達(dá)式進(jìn)行頻域變換，得到目標(biāo)導(dǎo)納方程，包括：

12、將所述期望阻抗控制表達(dá)式進(jìn)行頻域變換，得到阻抗控制頻域變換；

13、將所述阻抗控制頻域變換轉(zhuǎn)換為多階系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)形式；

14、基于所述多階系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)形式，確定得到阻抗控制參數(shù)；

15、將所述阻抗控制參數(shù)代入所述阻抗控制頻域變換，得到目標(biāo)導(dǎo)納方程。

16、在本技術(shù)實(shí)施例中，所述期望阻抗控制表達(dá)式為：

17、

18、其中，m是期望末端執(zhí)行器慣性，b為期望阻尼，k為期望剛度，f是末端執(zhí)行器的壓力，e＝zb-zr，其中zb是實(shí)際末端執(zhí)行器距離作業(yè)表面的高度，zr是期望末端執(zhí)行器距離作業(yè)表面的高度。

19、在本技術(shù)實(shí)施例中，所述方法還包括：

20、控制所述作業(yè)機(jī)械的末端執(zhí)行器按照預(yù)置的參考作業(yè)軌跡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)；

21、獲取當(dāng)前時(shí)刻末端執(zhí)行器的壓力、歷史時(shí)刻末端執(zhí)行器的壓力和歷史時(shí)刻的末端執(zhí)行器的修正位置，所述末端執(zhí)行器的壓力為在所述末端執(zhí)行器與作業(yè)表面接觸時(shí)，所述作業(yè)表面與所述末端執(zhí)行器之間所產(chǎn)生的作用力；

22、基于所述當(dāng)前時(shí)刻末端執(zhí)行器的壓力、歷史時(shí)刻末端執(zhí)行器的壓力和歷史時(shí)刻的末端執(zhí)行器的修正位置，按照所述位置修正模型進(jìn)行計(jì)算，得到當(dāng)前時(shí)刻末端執(zhí)行器的修正位置；

23、基于所述當(dāng)前時(shí)刻末端執(zhí)行器的修正位置，調(diào)整所述預(yù)置的參考作業(yè)軌跡中對應(yīng)末端執(zhí)行器的位置。

24、在本技術(shù)實(shí)施例中，所述位置修正模型表示為：

25、e(n)＝ae(n-1)+be(n-2)+c(f(n)+2f(n-1)+f(n-2))，

26、其中，w1＝4m+2bt+kt2，w2＝-8m+2kt2，w3＝4m-2bt+kt2，t為采樣周期，m為期望末端執(zhí)行器慣性，b為期望阻尼，k為期望剛度，e(n)為當(dāng)前時(shí)刻末端執(zhí)行器垂直于作業(yè)表面方向上的位移，f(n)為當(dāng)前時(shí)刻末端執(zhí)行器的壓力，n代表當(dāng)前時(shí)刻，n-1為上一時(shí)刻，n-2為上兩個(gè)時(shí)刻，f(n-1)為上一時(shí)刻末端執(zhí)行器的壓力，f(n-2)為上兩個(gè)時(shí)刻末端執(zhí)行器的壓力，e(n-1)為上一時(shí)刻末端執(zhí)行器垂直于作業(yè)表面方向上的位移，e(n-2)為上兩個(gè)時(shí)刻末端執(zhí)行器垂直于作業(yè)表面方向上的位移。

27、在本技術(shù)實(shí)施例中，所述獲取當(dāng)前時(shí)刻末端執(zhí)行器的壓力，包括：

28、通過安裝于所述末端執(zhí)行器與作業(yè)表面接觸的一面上的薄膜壓力傳感器獲取當(dāng)前時(shí)刻末端執(zhí)行器的壓力。

29、在本技術(shù)實(shí)施例中，所述獲取當(dāng)前時(shí)刻末端執(zhí)行器的壓力，包括：

30、獲取當(dāng)前時(shí)刻末端執(zhí)行器的初始壓力；

31、將所述初始壓力進(jìn)行濾波處理，得到當(dāng)前時(shí)刻末端執(zhí)行器的壓力。

32、本技術(shù)第二方面一種作業(yè)機(jī)械末端執(zhí)行器控制方法裝置，包括：

33、第一構(gòu)建模塊，用于構(gòu)建末端執(zhí)行器與作業(yè)表面之間的阻抗控制模型；

34、第二構(gòu)建模塊，用于基于所述阻抗控制模型，構(gòu)建期望阻抗控制表達(dá)式；

35、變換模塊，用于將所述期望阻抗控制表達(dá)式進(jìn)行變換，得到位置修正模型，所述位置修正模型用于在每一次所述末端執(zhí)行器與作業(yè)表面接觸時(shí)，基于接觸面作用力調(diào)整所述末端執(zhí)行器在垂直于所述作業(yè)表面方向的位置，以實(shí)現(xiàn)阻抗控制。

36、本技術(shù)第三方面一種作業(yè)機(jī)械，包括末端執(zhí)行器，所述末端執(zhí)行器采用上述的作業(yè)機(jī)械末端執(zhí)行器控制方法進(jìn)行控制。

37、本技術(shù)第四方面提供一種電子設(shè)備，該電子設(shè)備包括：

38、至少一個(gè)處理器；

39、存儲器，與所述至少一個(gè)處理器連接；

40、其中，所述存儲器存儲有能被所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行的指令，所述至少一個(gè)處理器通過執(zhí)行所述存儲器存儲的指令實(shí)現(xiàn)上述的作業(yè)機(jī)械末端執(zhí)行器控制方法。

41、本技術(shù)第五方面提供一種機(jī)器可讀存儲介質(zhì)，該機(jī)器可讀存儲介質(zhì)上存儲有指令，該指令在被處理器執(zhí)行時(shí)使得所述處理器被配置成執(zhí)行上述的作業(yè)機(jī)械末端執(zhí)行器控制方法。

42、通過上述技術(shù)方案，通過構(gòu)建末端執(zhí)行器與作業(yè)表面之間的阻抗控制模型；基于所述阻抗控制模型，構(gòu)建期望阻抗控制表達(dá)式；將所述期望阻抗控制表達(dá)式進(jìn)行變換，得到位置修正模型，所述位置修正模型用于在每一次所述末端執(zhí)行器與作業(yè)表面接觸時(shí)，基于接觸面作用力調(diào)整所述末端執(zhí)行器在垂直于所述作業(yè)表面方向的位置，以實(shí)現(xiàn)對所述末端執(zhí)行器的阻抗控制。通過將期望阻抗控制表達(dá)式轉(zhuǎn)化為位置修正模型，以便于根據(jù)末端執(zhí)行器與作業(yè)表面之間的作用力來調(diào)整末端執(zhí)行器的位置，實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器柔性作業(yè)，能夠避免末端執(zhí)行器與作業(yè)表面的接觸物發(fā)生剛性碰撞，造成末端執(zhí)行器損傷，保證了作業(yè)機(jī)械的安全，從而有助于保證施工效率。通過將期望阻抗控制表達(dá)式轉(zhuǎn)化為位置修正模型使得控制更加簡便。

43、本發(fā)明實(shí)施例的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。