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申请/专利权人：山东康泰智能科技股份有限公司

摘要：本发明公开一种基于多关节反馈的机器人关节协作模块及控制方法，涉及机器人关节技术领域，机器人关节协作模块包括多个关节轴状态反馈模块、关节轴监测数据前置分析模块、关节电机累积误差读取模块和基于芯片的时序逻辑关节数据处理模块。本发明关节轴监测数据前置分析模块还需要每隔设定时间分别计算多个关节轴反馈状态数据和多个关节电机计算状态数据的反馈差异值，这个反馈差异值代表了关节电机的累积误差值，根据反馈差异值的大小来调整处理多个关节电机数据的时序，通过变更后的时序来处理多个关节电机数据，就会不断地降低多个关节电机反馈差异值的差距，消除累积误差导致的多关节协作控制问题，使多个关节电机协作更加稳定可靠。

主权项：1.一种基于多关节反馈的机器人关节协作控制方法，其特征在于：采用一种基于多关节反馈的机器人关节协作模块处理机器人本体的关节监测数据累积误差，一种基于多关节反馈的机器人关节协作模块，机器人本体的控制器（102）分别控制多个关节电机（101）驱动多个关节轴（100）的两个轴臂（1001）转动，机器人关节协作模块包括多个关节轴状态反馈模块（1）、关节轴监测数据前置分析模块（2）、关节电机累积误差读取模块（3）和基于芯片的时序逻辑关节数据处理模块（4），多个关节轴状态反馈模块（1）分别安装在机器人本体的多个关节轴（100）处，用于监测关节轴（100）的状态数据，多个关节轴状态反馈模块（1）的监测数据输出端分别与关节轴监测数据前置分析模块（2）的数据输入端通信连接，所述关节轴监测数据前置分析模块（2）的数据输出端与时序逻辑关节数据处理模块（4）通信连接，所述关节电机累积误差读取模块（3）与机器人本体的控制器（102）通信连接，分别采集控制器（102）对多个关节电机（101）的计算状态数据，并分别与关节轴监测数据前置分析模块（2）通信连接，关节轴监测数据前置分析模块（2）基于设定时间段内关节轴（100）的状态数据逆向计算对应关节电机（101）的反馈状态数据，且每隔设定时间分别计算多个关节轴（100）反馈状态数据和多个关节电机（101）计算状态数据的反馈差异值，将反馈差异值与关节电机编号数据打包发送给时序逻辑关节数据处理模块（4），时序逻辑关节数据处理模块（4）根据反馈差异值与关节电机编号数据生成分别处理多个关节电机（101）数据的时序，反馈差异值越大处理时序越靠前，并按照时序分别处理多个关节电机（101）的状态数据，时序逻辑关节数据处理模块（4）与机器人本体的控制器（102）通信连接；关节轴监测数据前置分析模块（2）包括多路数据接收器（21）、第一时钟芯片（22）、第一数据分析芯片（23）和监测数据存储器（24），所述多路数据接收器（21）的多路数据输入端分别通过多根反馈通信线（13）与多个关节轴状态反馈模块（1）的第一关节轴位置感应器（11）和第二关节轴位置传感器（12）通信连接，并与关节电机累积误差读取模块（3）通信连接，所述多路数据接收器（21）的数据输出端与监测数据存储器（24）通信连接，所述第一时钟芯片（22）和第一数据分析芯片（23）分别与监测数据存储器（24）通信连接，第一时钟芯片（22）标定接收数据的时间点数据，第一数据分析芯片（23）基于设定时间段内关节轴（100）的状态数据逆向计算对应关节电机（101）的反馈状态数据，第一数据分析芯片（23）每隔设定时间分别计算多个关节轴（100）反馈状态数据和多个关节电机（101）计算状态数据的反馈差异值，第一数据分析芯片（23）与时序逻辑关节数据处理模块（4）通信连接；时序逻辑关节数据处理模块（4）包括第二时钟芯片（41）、第二数据分析芯片（42）和指令缓存器（43），所述第二数据分析芯片（42）分别与第一数据分析芯片（23）和第二时钟芯片（41）通信连接，第二数据分析芯片（42）根据反馈差异值与关节电机编号数据生成分别处理多个关节电机（101）数据的时序，第二数据分析芯片（42）与机器人本体的控制器（102）通信连接；具体包括以下步骤：步骤1，将多个关节电机（101）分别标记为EM1、EM2、……、EMn，n代表关节电机（101）的数量，按照第一时钟芯片（22）的标定时间，从多个关节电机（101）初始启动时间点开始，每隔设定时间，第一数据分析芯片（23）分别读取监测数据存储器（24）内存储的多个关节轴状态反馈模块（1）数据，时间点，n个关节电机（101）EMn对应第一关节轴位置感应器（11）和第二关节轴位置传感器（12）的数据分别记为LOCn1和LOCn2，LOCn1和LOCn2的差值绝对值就是第一关节轴位置感应器（11）和第二关节轴位置传感器（12）的直线距离Sn，设第一关节轴位置感应器（11）和第二关节轴位置传感器（12）距离关节轴（100）的轴心距离为D，根据Sm和D计算时间点的第n个关节电机（101）的转动夹角数据An，多个关节电机（101）的转动夹角数据分别记为A1、A2、……、An；步骤2，第一数据分析芯片（23）读取监测数据存储器（24）内存储的关节电机累积误差读取模块（3）数据，进行编码后得到对应的多个关节电机（101）的计算转动夹角数据分别记为Ar1、Ar2、……、Arn；步骤3，分别计算反馈差异值，分别记为DVA1、DVA2、……、DVAn，并与多个关节电机（101）的编号数据打包后发送给第二数据分析芯片（42）；步骤4，第二数据分析芯片（42）比较DVA1、DVA2、……、DVAn的大小，按照大小顺序生成处理多个关节电机（101）数据的时序，并按照时序分别处理多个关节电机（101）的状态数据，时序逻辑关节数据处理模块（4）向机器人本体的控制器（102）交互按照时序处理后的状态数据，控制器（102）按照时序处理后的状态数据生成分别控制多个关节电机（101）的指令数据；步骤1中，设机器人本体最低响应时间为ts，时间≥100ts；转动夹角数据A的计算公式为： ； n。

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