【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及手术机器人，尤其涉及一种机械臂关节运动的控制方法、控制系统和计算机可读存储介质。
技术介绍
1、手术机器人的机械臂通常由多个关节组成，各个关节的位置精度影响和决定着整个机器人的运动精度和工作性能。尤其在微创手术过程中，任何关节的位置测量不精确都会影响手术的成功率。因此，用于测量、控制机械臂关节位置的控制系统的精确度至关重要。
2、目前，机械臂关节的控制系统，一般采用增量式编码器或绝对式编码器反馈机械臂关节的角度位置。但是，单独采用增量式编码器反馈机械臂关节的角度位置，存在查找参考零位、抗干扰较差以及有累计误差等问题。单独采用绝对式编码器反馈机械臂关节的角度位置，存在旋转圈数受限制的问题。并且，无论单独采用增量式编码器反馈机械臂关节的角度位置，还是单独采用绝对式编码器反馈机械臂关节的角度位置，都存在无法实时校验控制系统是否正常工作的问题，控制系统的控制精度和安全性不够高。
技术实现思路
1、为解决上述的技术问题，本专利技术提供一种机械臂关节运动的控制方法、控制系统以及可读存储介质，不仅可以提高控制精度，且可以实时校验控制系统是否正常工作，从而提高安全性。
2、第一方面，本专利技术提供一种机械臂关节运动的控制方法，包括如下步骤：
3、s1、获取关节的绝对角度θ1、θ2和旋转角度的变化量δθ，包括：
4、s11、获取来自绝对编码器的绝对信号所表示的所述关节的绝对角度θ1；
5、s12、获取来自增量编码器的增量信号所
6、s2、判断关节的绝对角度和旋转角度的变化量的偏差范围是否在预设范围内，包括比较δθ与预设角度之差是否在第一预设范围内以及比较θ2与θ1之差是否在第二预设范围内；以及
7、s3、根据判断结果控制机械臂关节继续运动或紧急刹车；
8、其中，当θ2与预设角度之差在第一预设值范围内且θ2与θ1之差在第二预设值范围内，控制机械臂关节继续运动；当θ2与预设角度之差在第一预设值范围外或θ2与θ1之差在第二预值设范围外，控制机械臂关节紧急刹车。
9、可选地，预设角度被分解为多个步进角度，所述控制方法控制机械臂关节依次完成每个步进角度的运动；其中，每完成一次步进角度的运动，获取步骤s12中的δθ，并在步骤s2中判断δθ与当前步进角度之差是否在第一预设范围内。
10、优选地，步进角度被分解为多个等差的步进角度。
11、进一步地，在步骤s11之前还包括：s10、获取来自绝对编码器的绝对信号所表示的所述关节初始位置的绝对角度θ0；以θ0作为所述增量编码器的参考零位。
12、进一步地，步骤s12中，根据δθ和θ0来计算关节的绝对角度θ2，即θ2＝δθ+θ0。
13、第二方面，本专利技术提供一种机械臂关节运动的控制系统，包括关节角度获取模块、判断模块和执行模块；所述关节角度获取模块被配置成获取来自绝对编码器的绝对信号所表示的所述关节的绝对角度θ1，以及获取来自增量编码器的所述增量信号所表示的所述关节的旋转角度的变化量δθ，并根据δθ来计算关节的绝对角度θ2；所述判断模块被配置成比较δθ与预设角度之差是否在第一预设范围内，以及比较θ2与θ1之差是否在第二预设范围内；所述执行模块被配置成根据所述判断模块输出的判断结果执行相应的控制指令；其中，当δθ与预设角度之差在第一预设值范围内且θ2与θ1之差在第二预设值范围内，所述执行模块控制机械臂关节继续运动；当δθ与预设角度之差在第一预设值范围外或θ2与θ1之差在第二预设值范围外，所述执行模块控制机械臂关节紧急刹车。
14、可选地，预设角度被分解为多个步进角度；其中，当关节每完成一个步进角度，关节角度获取模块被配置成获取来自所述增量编码器的所述增量信号所表示的当前的δθ，判断模块被配置成比较δθ与所述步进角度之差是否在第一预设范围内。
15、优选地，预设角度被平均分解为多个步进角度。
16、进一步地，关节角度获取模块被配置成获取来自绝对编码器的绝对信号所表示的关节初始位置的绝对角度θ0，以θ0作为所述增量编码器的参考零位，根据δθ和θ0来计算关节的绝对角度θ2，θ2＝δθ+θ0。
17、第三方面，本专利技术还提供一种可读存储介质，其存储有计算机程序，计算机程序在处理器上运行时，执行前述的控制方法。
18、本专利技术的特点及优点包括：绝对编码器和增量编码器进行实时反馈关节角度位置，使得机械臂运动控制更精准，可以实时校验控制系统是否正常工作，安全性更高。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种机械臂关节运动的控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，预设角度被分解为多个步进角度，所述控制方法控制机械臂关节依次完成每个步进角度的运动；
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述预设角度被分解为多个等差的步进角度。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的控制方法，其特征在于，在步骤S11之前还包括：
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，步骤S12中，根据Δθ和θ0来计算关节的绝对角度θ2，θ2＝Δθ+θ0。
6.一种机械臂关节运动的控制系统，其特征在于，包括关节角度获取模块、判断模块和执行模块；
7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述预设角度被分解为多个步进角度；
8.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于，所述预设角度被平均分解为多个步进角度。
9.根据权利要求6～8中任一项所述的控制系统，其特征在于，所述关节角度获取模块被配置成获取来自所述绝对编码器的所述绝对信号所表示的所述关节初始位置的绝对角度θ0，
10.一种可读存储介质，其存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在处理器上运行时，执行权利要求1～5中任一项所述的控制方法。
...【技术特征摘要】
1.一种机械臂关节运动的控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，预设角度被分解为多个步进角度，所述控制方法控制机械臂关节依次完成每个步进角度的运动；
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述预设角度被分解为多个等差的步进角度。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的控制方法，其特征在于，在步骤s11之前还包括：
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，步骤s12中，根据δθ和θ0来计算关节的绝对角度θ2，θ2＝δθ+θ0。
6.一种机械臂关节运动的控制系统，其特征在于，包括关节角度获取模块、判断模块和...
【专利技术属性】
技术研发人员：张家伟，龚钢，李耀，
申请(专利权)人：成都博恩思医学机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：
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