关节限位的控制方法、装置、终端设备以及存储介质与流程

1.本发明涉及机器人关节技术领域，尤其涉及一种关节限位的控制方法、装置、终端设备以及计算机可读存储介质。


背景技术：

2.在诸如工业机械臂关节、足式机器人腿部关节和机身机械臂关节等一些作动器驱动的关节应用中，高速运动的关节在运动到关节运动极限位置时会产生非常大的力，从而非常容易使得整个关节机械硬件遭到运动冲击而被损坏。例如，旋转的工业机械臂由于失控会很高的速度继续进行旋转从而与硬件限位装置发生装置，这样将导致该硬件限位装置或者该工业机械臂的作动器发生机械损坏。
3.综上，现如今大多数关节应用中都是采用以硬件限位为主的限位装置，这种限位方式在关节控制出现失误时，将非常容易导致整个关节限位的控制保护失灵，乃至引发严重的安全事故。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种关节限位的控制方法、装置、终端设备以及计算机可读存储介质，旨在实现控制机器人的关节进行柔性的软限位，避免现有以硬件进行限位的方式容易导致关节发生损坏从而引发安全事故的情况。
5.为实现上述目的，本发明提供一种关节限位的控制方法，所述关节限位的控制方法包括以下步骤：
6.获取关节运动到距离预设关节极限位置的位置信息；
7.根据所述位置信息确定对应的关节限位策略，其中，所述关节限位策略包括：降低速度策略和施加反向作用力策略；
8.按照所述降低速度策略控制所述关节的作动器降低所述关节的运动速度；或者，
9.按照所述施加反向作用力策略控制所述关节的作动器施加令所述关节远离所述预设关节极限位置的作用力。
10.可选地，所述位置信息至少包括：阻尼控制起始点位置和弹离位置；
11.所述根据所述位置信息确定对应的关节限位策略的步骤，包括：
12.根据所述阻尼控制起始点位置确定当前时刻执行以对所述关节进行限位控制的关节限位策略为所述降低速度策略；
13.或者，
14.根据所述弹离位置确定当前时刻执行以对所述关节进行限位控制的关节限位策略为所述施加反向作用力策略。
15.可选地，所述关节限位的控制方法还包括：
16.确定所述关节的运动范围，并将所述运动范围的最大极限位置确定为所述的预设关节极限位置；
17.在所述运动范围内设定包括阻尼控制起始点位置和弹离位置的位置信息，其中，所述阻尼控制起始点位置与所述预设关节极限位置之间的距离大于所述弹离位置与所述预设关节极限位置之间的距离。
18.可选地，所述按照所述降低速度策略控制所述关节的作动器降低所述关节的运动速度的步骤，包括：
19.按照所述降低速度策略根据所述关节的实时运动位置计算阻尼控制权重；
20.将所述阻尼控制权重叠加至所述作动器针对所述关节的驱动控制，以减少速度反馈来控制所述作动器降低所述关节的运动速度。
21.可选地，所述按照所述施加反向作用力策略控制所述关节的作动器施加令所述关节远离所述预设关节极限位置的作用力的步骤，包括：
22.按照所述施加反向作用力策略根据所述关节的实时运动位置计算弹离控制权重；
23.将所述弹离控制权重叠加至所述作动器针对所述关节的驱动控制，以控制所述关节的作动器施加令所述关节远离所述预设关节极限位置的作用力。
24.可选地，所述按照所述施加反向作用力策略根据所述关节的实时运动位置计算弹离控制权重的步骤，包括：
25.按照所述施加反向作用力策略调用预设的弹离力比例控制器根据所述关节的实时运动位置计算得到所述弹离控制权重，其中，所述作动器通过叠加所述弹离控制权重令所述关节远离所述预设关节极限位置的作用力，与所述实时运动位置和所述预设关节极限位置之间的距离成反比。
26.可选地，在所述根据所述位置信息确定对应的关节限位策略的步骤之后，所述方法还包括：
27.按照所述降低速度策略控制所述关节的作动器降低所述关节的运动速度，并同时按照所述施加反向作用力策略控制所述关节的作动器施加令所述关节远离所述预设关节极限位置的作用力。
28.此外，为实现上述目的，本发明还提供一种关节限位的控制装置，所述关节限位的控制装置包括：
29.位置获取模块，用于获取关节运动到距离预设关节极限位置的位置信息；
30.限位策略确定模块，用于根据所述位置信息确定对应的关节限位策略，其中，所述关节限位策略包括：降低速度策略和施加反向作用力策略；
31.限位控制模块，用于按照所述降低速度策略控制所述关节的作动器降低所述关节的运动速度；或者，按照所述施加反向作用力策略控制所述关节的作动器施加令所述关节远离所述预设关节极限位置的作用力。
32.本发明关节限位的控制装置的各个功能模块在执行时实现如上述中的关节限位的控制方法的步骤。
33.此外，为实现上述目的，本发明还提供一种终端设备，所述终端设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的关节限位的控制程序，所述关节限位的控制程序被所述处理器执行时实现如上述中的关节限位的控制方法的步骤。
34.此外，为实现上述目的，本发明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关节限位的控制程序，所述关节限位的控制程序被处理器执行时实现如
上述的关节限位的控制方法的步骤。
35.本发明提出的关节限位的控制方法、装置、终端设备以及计算机可读存储介质，通过获取关节运动到距离预设关节极限位置的位置信息；根据所述位置信息确定对应的关节限位策略，其中，所述关节限位策略包括：降低速度策略和施加反向作用力策略；按照所述降低速度策略控制所述关节的作动器降低所述关节的运动速度；或者，按照所述施加反向作用力策略控制所述关节的作动器施加令所述关节远离所述预设关节极限位置的作用力。
36.相比于现有采用以硬件限位为主的限位装置来针对关节运动进行限位的方式，本发明根据关节运动到距离关节极限位置的位置信息，来确定对应的关节限位策略并作出响应，从而控制关节的作动器降低关节的运动速度，或者控制该作动器施加令关节远离预设关节极限位置的作用力，以最终在关节运动到达该关节极限位置之前将运动速度降低为零来消除对边界位置的冲击力。如此，本发明实现了控制机器人的关节进行柔性的软限位，有效地避免了现有以硬件进行限位的方式容易导致关节发生损坏从而引发安全事故的情况。
附图说明
37.图1是本发明实施例方案涉及终端设备的硬件运行的结构示意图；
38.图2是本发明一种关节限位的控制方法一实施例流程示意图；
39.图3是本发明一种关节限位的控制方法一实施例中涉及的应用场景示意图；
40.图4是本发明一种关节限位的控制方法一实施例中涉及的具体应用流程示意图；
41.图5是本发明一种关节限位的控制装置一实施例中的结构示意图。
42.本发明目的的实现、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
43.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
44.如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及终端设备的硬件运行环境的结构示意图。
45.需要说明的是，本发明实施例涉及的终端设备可以是集成有工业机械臂关节、足式机器人腿部关节及机身机械臂关节等关节模组的终端设备。
46.如图1所示，该终端设备可以包括：处理器1001，例如cpu，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(display)、输入单元比如键盘(keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如wi-fi接口)。存储器1005可以是高速ram存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
47.本领域技术人员可以理解，图1中示出的终端设备结构并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
48.如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及分布式任务的处理程序。其中，操作系统是管理和控制样本终端设备硬件和软件资源的程序，支持分布式任务的处理程序以及其它软件或程序的运行。
49.在图1所示的终端设备中，用户接口1003主要用于与各个终端进行数据通信；网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的关节限位的控制程序，并执行以下操作：
50.获取关节运动到距离预设关节极限位置的位置信息；
51.根据所述位置信息确定对应的关节限位策略，其中，所述关节限位策略包括：降低速度策略和施加反向作用力策略；
52.按照所述降低速度策略控制所述关节的作动器降低所述关节的运动速度；或者，
53.按照所述施加反向作用力策略控制所述关节的作动器施加令所述关节远离所述预设关节极限位置的作用力。
54.进一步地，所述位置信息至少包括：阻尼控制起始点位置和弹离位置；
55.处理器1001可以调用存储器1005中存储的关节限位的控制程序，还执行以下操作：
56.根据所述阻尼控制起始点位置确定当前时刻执行以对所述关节进行限位控制的关节限位策略为所述降低速度策略；
57.或者，
58.根据所述弹离位置确定当前时刻执行以对所述关节进行限位控制的关节限位策略为所述施加反向作用力策略。
59.进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的关节限位的控制程序，还执行以下操作：
60.确定所述关节的运动范围，并将所述运动范围的最大极限位置确定为所述的预设关节极限位置；
61.在所述运动范围内设定包括阻尼控制起始点位置和弹离位置的位置信息，其中，所述阻尼控制起始点位置与所述预设关节极限位置之间的距离大于所述弹离位置与所述预设关节极限位置之间的距离。
62.进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的关节限位的控制程序，还执行以下操作：
63.按照所述降低速度策略根据所述关节的实时运动位置计算阻尼控制权重；
64.将所述阻尼控制权重叠加至所述作动器针对所述关节的驱动控制，以减少速度反馈来控制所述作动器降低所述关节的运动速度。
65.进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的关节限位的控制程序，还执行以下操作：
66.按照所述施加反向作用力策略根据所述关节的实时运动位置计算弹离控制权重；
67.将所述弹离控制权重叠加至所述作动器针对所述关节的驱动控制，以控制所述关节的作动器施加令所述关节远离所述预设关节极限位置的作用力。
68.进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的关节限位的控制程序，还执行以下操作：
69.按照所述施加反向作用力策略调用预设的弹离力比例控制器根据所述关节的实时运动位置计算得到所述弹离控制权重，其中，所述作动器通过叠加所述弹离控制权重令所述关节远离所述预设关节极限位置的作用力，与所述实时运动位置和所述预设关节极限
位置之间的距离成反比。
70.进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的关节限位的控制程序，在执行根据所述位置信息确定对应的关节限位策略的步骤之后，还执行以下操作：
71.按照所述降低速度策略控制所述关节的作动器降低所述关节的运动速度，并同时按照所述施加反向作用力策略控制所述关节的作动器施加令所述关节远离所述预设关节极限位置的作用力。
72.基于上述的结构，提出本发明关节限位的控制方法的各个实施例。
73.请参照图2，图2为本发明机器人关节模组的在一实施例中的硬件架构示意图。需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
74.本发明实施例关节限位的控制方法应用于上述的终端设备，具体可以为：由上述的终端设备执行本发明本发明实施例关节限位的控制方法，来针对自身所集成的工业机械臂关节、足式机器人腿部关节和/或者机身机械臂关节进行软限位控制。应当理解的是，基于实际应用的不同设计需要，终端设备当然还可以集成本发明实施例所列举的上述各个关节应用，本发明实施例并不针对应用本发明关节限位的控制方法来进行软限位控制的关节应用做具体的类型限制。
75.本实施例中，本发明关节限位的控制方法包括：
76.步骤s100，获取关节运动到距离预设关节极限位置的位置信息；
77.在本实施例中，终端设备通过关节控制器接收获取到关节在被作动器驱动运行过程中，运动到距离预设关节极限位置的位置信息。
78.需要说明的是，在本实施例中，关节的作动器具体可以包括电机、液压缸、气压缸等驱动装置。
79.此外，在本实施例中，预设关节极限位置为预先根据关节运动的实际应用需要进行设置的关节运动的边界控制位置点。应当理解的是，为了进一步确保关节的运动不会对机械边界造成冲击，在一些可行的实施例中，当然可以将距离关节的机械边界限位点仍有一定距离位置点设置成为上述的边界控制位置点，如此，可在距离关节机械边界限位点的一定运动范围内形成安全区域。
80.步骤s200，根据所述位置信息确定对应的关节限位策略，其中，所述关节限位策略包括：降低速度策略和施加反向作用力策略；
81.在本实施例中，终端设备在通过关节控制器接收到关节运动到距离预设关节极限位置的位置信息之后，进一步检测该位置信息的具体种类来确定与该位置信息相对应的关节限位策略是降低速度策略还是施加反向作用力策略。
82.需要说明的是，在本实施例中，上述的关节限位策略为终端设备在确定后于当前时刻执行从而针对关节的运动进行软限位控制的限位策略。
83.此外，在本实施例中，位置信息的具体种类包括但不限于：阻尼控制起始点位置和弹离位置；在一些可行的实施例中，上述的步骤s200，具体可以包括：
84.步骤s201，根据所述阻尼控制起始点位置确定当前时刻执行以对所述关节进行限位控制的关节限位策略为所述降低速度策略；
85.在本实施例中，终端设备在检测接收到的位置信息的具体种类来确定当前时刻要
执行以针对关节的运动进行软限位控制的关节限位策略时，若终端设备检测到该位置信息的具体种类是阻尼控制起始点位置，则终端设备立即确定在当前时刻要执行的关节限位策略具体为降低速度策略。
86.步骤s202，根据所述弹离位置确定当前时刻执行以对所述关节进行限位控制的关节限位策略为所述施加反向作用力策略。
87.在本实施例中，终端设备在检测接收到的位置信息的具体种类来确定当前时刻要执行以针对关节的运动进行软限位控制的关节限位策略时，若终端设备检测到该位置信息的具体种类是弹离位置，则终端设备立即确定在当前时刻要执行的关节限位策略具体为施加反向作用力策略。
88.步骤s300，按照所述降低速度策略控制所述关节的作动器降低所述关节的运动速度；
89.在本实施例中，如图3所示的应用场景，终端设备通过检测接收到的关节运动到距离上述预设关节极限位置的位置信息为阻尼控制起始点位置，从而确定在当前时刻要执行的关节限位策略为降低速度策略后，立即对该降低速度策略作出响应以修改关节控制器的输出信号来控制关节的作动器在关节于上述的阻尼区域降低关节运动的速度。
90.步骤s400，按照所述施加反向作用力策略控制所述关节的作动器施加令所述关节远离所述预设关节极限位置的作用力。
91.在本实施例中，如图3所示的应用场景，终端设备通过检测接收到的关节运动到距离上述预设关节极限位置的位置信息为弹离位置，从而确定在当前时刻要执行的关节限位策略为施加反向作用力策略后，立即对该施加反向作用力策略作出响应以修改关节控制器的输出信号来控制关节的作动器在关节于上述的弹离区域内运动时，施加令关节远离上述预设关节极限位置的反向作用力，并最终在关节运动到达该预设关节极限位置之前将整体的运动速度降低为零，以此消除关节运动对该预设关节极限位置的冲击力。
92.进一步地，在一些可行的实施例中，本发明关节限位的控制方法，还可以包括：
93.步骤s500，确定所述关节的运动范围，并将所述运动范围的最大极限位置确定为所述的预设关节极限位置；
94.需要说明的是，在本实施例中，最大极限位置具体可以为关节的机械极限位置：机械边界限位点，或者，该最大极限位置具体还可以为关节的控制边界位置点。
95.在本实施例中，终端设备在针对关节运动进行软限位控制之前，首先确定该关节自其中一侧机械极限位置运动到另一侧机械极限位置之间，该关节正常运动的运动范围，之后，终端设备即将该运动范围两侧的机械极限位置—机械边界限位点，或者该关节的控制边界位置点确定为预设关节极限位置。
96.步骤s600，在所述运动范围内设定包括阻尼控制起始点位置和弹离位置的位置信息，其中，所述阻尼控制起始点位置与所述预设关节极限位置之间的距离大于所述弹离位置与所述预设关节极限位置之间的距离。
97.在本实施例中，终端设备在首先确定关节运动范围的预设关节极限位置之后，进一步在该运动范围当中设定好各个位置信息，即，在距离该预设关节极限位置较近的位置处设定各个位置信息当中的弹离位置，而在距离该预设关节极限位置较远的位置处设定该各个位置信息当中的阻尼控制起始点位置。
98.具体地，例如，如图3所示的应用场景，终端设备预先基于接收针对关节运动进行软限位控制的配置参数，从关节运动的极限位置的机械边界限位点开始，向关节正常的运动范围内依次设定控制边界位置点、弹离位置点、阻尼控制起始位置点，并根据这些位置点进一步在该运动范围内划分为阻尼区域、弹离区域以及安全区域。
99.在本实施例中，通过终端设备使用关节控制器接收获取到关节在被作动器驱动运行过程中，运动到距离预设关节极限位置的位置信息；之后，进一步检测该位置信息的具体种类来确定与该位置信息相对应的关节限位策略是降低速度策略还是施加反向作用力策略。
100.从而，终端设备通过检测接收到的关节运动到距离上述预设关节极限位置的位置信息为阻尼控制起始点位置，从而确定在当前时刻要执行的关节限位策略为降低速度策略后，立即对该降低速度策略作出响应以修改关节控制器的输出信号来控制关节的作动器在关节于上述的阻尼区域降低关节运动的速度。或者，终端设备通过检测接收到的关节运动到距离上述预设关节极限位置的位置信息为弹离位置，从而确定在当前时刻要执行的关节限位策略为施加反向作用力策略后，立即对该施加反向作用力策略作出响应以修改关节控制器的输出信号来控制关节的作动器在关节于上述的弹离区域内运动时，施加令关节远离上述预设关节极限位置的反向作用力，并最终在关节运动到达该预设关节极限位置之前将整体的运动速度降低为零，以此消除关节运动对该预设关节极限位置的冲击力。
101.相比于现有采用以硬件限位为主的限位装置来针对关节运动进行限位的方式，本发明根据关节运动到距离关节极限位置的位置信息，来确定对应的关节限位策略并作出响应，从而控制关节的作动器降低关节的运动速度，或者控制该作动器施加令关节远离预设关节极限位置的作用力，以最终在关节运动到达该关节极限位置之前将运动速度降低为零来消除对边界位置的冲击力。如此，本发明实现了控制机器人的关节进行柔性的软限位，有效地避免了现有以硬件进行限位的方式容易导致关节发生损坏从而引发安全事故的情况。
102.进一步地，在一些可行的实施例中，上述的步骤s300，按照所述降低速度策略控制所述关节的作动器降低所述关节的运动速度，具体可以包括：
103.步骤s301，按照所述降低速度策略根据所述关节的实时运动位置计算阻尼控制权重；
104.步骤s302，将所述阻尼控制权重叠加至所述作动器针对所述关节的驱动控制，以减少速度反馈来控制所述作动器降低所述关节的运动速度。
105.在本实施例中，终端设备在响应与上述阻尼控制起始点位置相对应的降低速度策略过程中，首先根据关节在上述阻尼区域内运动的实时运动位置来计算得到阻尼控制权重。之后，终端设备即将计算得出的该阻尼控制权重叠加至关节的作动器对关节执行的驱动控制当中，从而控制该作动器在关节于该阻尼区域运动过程中降低关节运动的速度。
106.具体地，例如，参照如图3所示的应用场景和如图4所示的应用流程，在本实施例中，假定关节的机械边界限位点为q
mip
，而在关节正常运动的运动范围中，控制边界位置点为q
clp
、弹离位置为q
sp
、阻尼控制起始位置为q
dbp
，并且，基于该各个位置划分的阻尼区域为reg
damp
、弹离区域为reg
spring
、安全区域为reg
safe
。如此，终端设备在使用关节控制器接收到关节运动的位置信息为阻尼控制起始位置q
dbp
，从而确定此时关节运动到阻尼区域reg
damp
之后，立即响应该阻尼控制起始位置q
dbp
对应的降低速度策略以开始针对关节的运动进行
软限位控制slc，即：
107.首先根据关节在该阻尼区域reg
damp
当中进行运动的实时运动位置qa计算阻尼控制权重k
damp_weight
，该阻尼控制权重k
damp_weight
具体为[0,1]之间的数值，即，关节运动的实时运动位置位于阻尼控制起始位置及弹离位置之间的阻尼区域reg
damp
时，阻尼控制权重k
damp_weight
由关节的实时运动位置基于线性插值、指数插值等方法进行插值获得。
[0108]
而在关节的实时运动位置位于阻尼控制起始位置，即qa＝q
dbp
时，该阻尼控制权重k
damp_weight
＝0，而当该实时运动位置位于弹离位置，即qa＝q
sp
时，该阻尼控制权重k
damp_weight
＝1。
[0109]
终端设备在计算得出阻尼控制权重k
damp_weight
的具体数值之后，进一步将该阻尼控制权重k
damp_weight
叠加到关节的作动器的微分控制器上用于消弱该微分控制器的效果，即，基于介于0和1之间逐渐变化的阻尼控制权重k
damp_weight
，逐渐减小速度误差信号的调整程度直到为零，即对应的逐渐减小速度反馈的影响到零，以实现控制该作动器在关节于该阻尼区域运动过程中降低关节运动的速度。
[0110]
需要说明的是，在本实施例中，减少速度反馈会在作动器驱动关节运动的控制指令中叠加减少将关节推得更靠近控制边界位置的一部分指令数据，从而基于该部分指令数据即可实现降低关节运动的速度。终端设备以这种方式在执行针对关节的软限位控制中，关节仍可朝着控制边界位置q
clp
移动以实现靠近该q
clp
的特定指令位置，但是关节在靠近该q
clp
时是以速度逐渐降低的方式接近的。
[0111]
进一步地，在一些可行地实施例中，如果终端设备检测到关节朝向控制边界位置q
clp
移动的速度越快，则终端设备具体由作动器控制器对信号实施的修改越大，即在作动器驱动关节运动的控制指令中叠加减少将关节推得更靠近控制边界位置的部分指令数据也就越多，如此能够更快地减慢关节的运行速度。
[0112]
在本实施例中，通过在作动器驱动关节运动的控制指令中叠加减少将关节推得更靠近控制边界位置的部分指令数据以进行控制信号的修改，有效地模拟了关节在远离控制边界位置q
clp
的方向上施加到关节上的力，且该力与关节的速度相关。
[0113]
进一步地，在一些可行的实施例中，上述的步骤s400，按照所述施加反向作用力策略控制所述关节的作动器施加令所述关节远离所述预设关节极限位置的作用力，具体可以包括
[0114]
步骤s401，按照所述施加反向作用力策略根据所述关节的实时运动位置计算弹离控制权重；
[0115]
步骤s402，将所述弹离控制权重叠加至所述作动器针对所述关节的驱动控制，以控制所述关节的作动器施加令所述关节远离所述预设关节极限位置的作用力。
[0116]
在本实施例中，终端设备在响应与上述弹离位置相对应的施加反向作用力策略过程中，首先根据关节在上述弹离区域内运动的实时运动位置来计算得到弹离控制权重。之后，终端设备即将计算得出的该弹离控制权重叠加至关节的作动器对关节执行的驱动控制当中，从而控制该作动器在关节于该弹离区域运动过程中施加令关节远离预设关节极限位置的作用力。
[0117]
具体地，例如，参照如图3所示的应用场景和如图4所示的应用流程，在本实施例中，终端设备在使用关节控制器接收到关节运动的位置信息为弹离位置q
sp
，从而确定此时
关节运动到弹离区域reg
spring
之后，立即响应该弹离位置q
sp
对应的施加反向作用力策略以开始针对关节的运动进行软限位控制，即：
[0118]
首先根据关节在该弹离区域reg
spring
当中进行运动的实时运动位置qa计算弹离控制权重k
spring_weight
，该弹离控制权重k
spring_weight
具体为[0,1]之间的数值，即，关节运动的实时运动位置位于弹离位置与控制边界位置之间的弹离区域reg
spring
时，弹离控制权重k
spring_weight
由关节的实时运动位置基于线性插值、指数插值等方法进行插值获得。
[0119]
而在关节的实时运动位置位于弹离位置，即qa＝q
sp
时，该弹离控制权重k
spring_weight
＝0，而当该实时运动位置位于控制边界位置，即qa＝q
clp
时，该阻尼控制权重k
damp_weight
＝1。
[0120]
终端设备在计算得出弹离控制权重k
spring_weight
的具体数值之后，进一步将该弹离控制权重k
spring_weight
叠加到关节的作动器对关节执行的驱动控制当中，从而控制该作动器在关节于该弹离区域运动过程中施加令关节远离控制边界位置q
clp
的作用力。
[0121]
需要说明的是，在本实施例中，如图2所示，终端设备在叠加弹离控制权重k
spring_weight
到作动器对关节的驱动控制以控制该作动器施加令关节远离预设关节极限位置的作用力，具体可以通过增加速度的前馈项以进一步降低关节速度，即类似弹簧推动关节使其远离控制边界位置q
clp
来实现。此外，由于终端设备具体采用插值的方法来计算得到弹离控制权重k
spring_weight
，该弹离控制权重k
spring_weight
与关节的实时运动位置相关，从而，在关节越靠近控制边界位置q
clp
时施加的推动关节远离该控制边界位置q
clp
的力相应也就越大，即，所施加令关节远离控制边界位置q
clp
的力的大小与关节的实时运动位置到该控制边界位置q
clp
的距离的大小成反比。
[0122]
进一步地，在一些可行的实施例中，上述的步骤s401，具体还可以包括：
[0123]
按照所述施加反向作用力策略调用预设的弹离力比例控制器根据所述关节的实时运动位置计算得到所述弹离控制权重，其中，所述作动器通过叠加所述弹离控制权重令所述关节远离所述预设关节极限位置的作用力，与所述实时运动位置和所述预设关节极限位置之间的距离成反比。
[0124]
在本实施例中，终端设备为进一步提升针对关节运动的软限位控制效果，在响应上述与弹离位置相对应的施加反向作用力策略的过程中，还可以调用预设的弹离力比例控制器来根据关节的实时运动位置计算得到弹离控制权重，并且，终端设备在计算得到该弹离控制权重之后，由关节的作动器通过叠加该弹离控制权重令关节远离预设关节极限位置的作用力，与该实时运动位置和预设关节极限位置之间的距离成反比。
[0125]
需要说明的是，在本实施例中，预设的弹离力比例控制器为终端设备预先配置好用于计算弹离控制权重时，控制推离关节远离预设关节极限位置的作用力与关节的实时运动位置与该预设关节极限位置之间相关关系的控制器。
[0126]
具体地，例如，如图4所示的应用流程，终端设备通过增加或激活预设的弹离力比例控制器，将弹离期望力f
slcd
设计为和关节的实时运动位置相关，即：
[0127]fslcd
＝k
spring_weight
*f
j_out_max
[0128]
其中，f
j_out_max
为远离控制边界位置q
clp
的作动器所输出的关节最大力。
[0129]
如此，终端设备具体可以将弹离力比例控制器设计为：
[0130]
out
slc,f
＝k
slc_f
*k
spring_weight
*(f
slcd-f)
[0131]
其中，out
slc,f
为弹离力比例控制器的输出信号，k
slc_f
为控制器比例系数。弹离力比例控制器同样与弹簧类似，即，基于该弹离力比例控制器计算得出的弹离控制权重k
spring_weight
与关节的实时运动位置相关：在关节越靠近控制边界位置q
clp
时施加的推动关节远离该控制边界位置q
clp
的力相应也就越大，从而，所施加令关节远离控制边界位置q
clp
的力的大小与关节的实时运动位置到该控制边界位置q
clp
的距离的大小成反比。
[0132]
进一步地，在一些可行的实施例中，在上述步骤s200，根据所述位置信息确定对应的关节限位策略之后，本发明关节限位的控制方法，还可以包括：
[0133]
步骤s600，按照所述降低速度策略控制所述关节的作动器降低所述关节的运动速度，并同时按照所述施加反向作用力策略控制所述关节的作动器施加令所述关节远离所述预设关节极限位置的作用力。
[0134]
在本实施例中，终端设备除了分别基于关节的实时运动位置具体处于阻尼区域还是弹离区域以响应对应的关节限位策略来控制关节的软限位之外，还可以在该实时运动位置处于阻尼区域或者弹离区域之中时，同时响应上述的降低速度策略来控制关节的作动器降低关节的运动速度，和响应上述的施加反向作用力策略以控制该作动器施加令该关节远离预设关节极限位置的作用力。
[0135]
具体地，例如，如图3所示的应用场景和如图4所示的应用流程，终端设备在通过关节控制器接收到关节运动的位置信息，并通过检测该位置信息确定到该关节的实时运动位置处于更靠近控制边界位置q
clp
的弹离区域reg
spring
时，终端设备立即按照上述步骤s300的过程响应执行降低速度策略以由作动器控制器修改输出的控制信号来进一步降低关节运动的速度，并同时按照上述步骤s400的过程响应执行施加反向作用力策略实现控制作动器在针对关节的驱动中在关节远离控制边界位置q
clp
的方向上施加作用力。
[0136]
此外，本发明实施例还提出一种关节限位的控制装置。
[0137]
请参照图5，本发明关节限位的控制装置应用于如上所述的终端设备，本发明关节限位的控制装置包括：
[0138]
位置获取模块，用于获取关节运动到距离预设关节极限位置的位置信息；
[0139]
限位策略确定模块，用于根据所述位置信息确定对应的关节限位策略，其中，所述关节限位策略包括：降低速度策略和施加反向作用力策略；
[0140]
限位控制模块，用于按照所述降低速度策略控制所述关节的作动器降低所述关节的运动速度；或者，按照所述施加反向作用力策略控制所述关节的作动器施加令所述关节远离所述预设关节极限位置的作用力。
[0141]
可选地，所述位置信息至少包括：阻尼控制起始点位置和弹离位置；限位策略确定模块，还用于：
[0142]
根据所述阻尼控制起始点位置确定当前时刻执行以对所述关节进行限位控制的关节限位策略为所述降低速度策略；
[0143]
或者，
[0144]
根据所述弹离位置确定当前时刻执行以对所述关节进行限位控制的关节限位策略为所述施加反向作用力策略。
[0145]
可选地，本发明关节限位的控制装置，还包括：
[0146]
运动范围确定模块，用于确定所述关节的运动范围，并将所述运动范围的最大极
限位置确定为所述的预设关节极限位置；
[0147]
位置设定模块，用于在所述运动范围内设定包括阻尼控制起始点位置和弹离位置的位置信息，其中，所述阻尼控制起始点位置与所述预设关节极限位置之间的距离大于所述弹离位置与所述预设关节极限位置之间的距离。
[0148]
可选地，限位控制模块，包括：
[0149]
第一计算单元，用于按照所述降低速度策略根据所述关节的实时运动位置计算阻尼控制权重；
[0150]
第一限位控制单元，用于将所述阻尼控制权重叠加至所述作动器针对所述关节的驱动控制，以减少速度反馈来控制所述作动器降低所述关节的运动速度。
[0151]
可选地，限位控制模块，包括：
[0152]
第二计算单元，用于按照所述施加反向作用力策略根据所述关节的实时运动位置计算弹离控制权重；
[0153]
第二限位控制单元，用于将所述弹离控制权重叠加至所述作动器针对所述关节的驱动控制，以控制所述关节的作动器施加令所述关节远离所述预设关节极限位置的作用力。
[0154]
可选地，第二计算单元，还用于按照所述施加反向作用力策略调用预设的弹离力比例控制器根据所述关节的实时运动位置计算得到所述弹离控制权重，其中，所述作动器通过叠加所述弹离控制权重令所述关节远离所述预设关节极限位置的作用力，与所述实时运动位置和所述预设关节极限位置之间的距离成反比。
[0155]
可选地，限位控制模块，还用于按照所述降低速度策略控制所述关节的作动器降低所述关节的运动速度，并同时按照所述施加反向作用力策略控制所述关节的作动器施加令所述关节远离所述预设关节极限位置的作用力。
[0156]
本发明关节限位的控制装置的各个功能模块在执行时实现如上述的关节限位的控制方法的各个实施例，此处不再进行赘述。
[0157]
此外，本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，应用于计算机，该计算机可读存储介质可以为非易失性计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有关节限位的控制程序，所述关节限位的控制程序被处理器执行时实现如上所述的关节限位的控制方法的步骤。
[0158]
此外，本发明实施例还提出一种关节限位的控制程序产品，该关节限位的控制程序产品上包括门店访客信息的架构程序，所述门店访客信息的架构程序被处理器执行时实现如上所述的门店访客信息的架构方法的步骤。
[0159]
其中，在所述处理器上运行的关节限位的控制程序被执行时所实现的步骤可参照本发明关节限位的控制方法的各个实施例，此处不再赘述。
[0160]
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
[0161]
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0162]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
[0163]
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明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，均同理包括在本发明的专利保护范围内。