电流与力矩的转换方法、装置、存储介质以及电子设备与流程

本申请涉及机器人，尤其涉及一种电流与力矩的转换方法、装置、存储介质以及电子设备。

背景技术：

1、在双足机器人上，电流环控制比位置环控制具有更快的响应速度，同时在与人交互时，具有更高的安全性。但在实际使用过程中，为了节省成本，或者对于一些原本为位控设计的关节，并不会在结构中加入关节力传感器，因此必须对电机的电流力矩映射关系进行标定。由于关节在力矩与转速同向与反向的情况下，使用标定数据拟合出来的斜率往往是不相同的。如果在零点左右直接进行切换，则会造成力矩的阶跃，影响控制系统的稳定性。

技术实现思路

1、本申请提供了一种电流与力矩的转换方法、装置、存储介质以及电子设备，以解决力矩的阶跃，影响机器人系统的稳定性的技术问题。

2、第一方面，本申请提供了一种电流与力矩的转换方法，包括：获取电机电流与机器人关节的力矩之间的映射关系，其中，上述映射关系包括同向映射关系和反向映射关系，上述同向映射关系为上述电机的转速方向与力矩方向相同时的电流与力矩之间的映射关系，上述反向映射关系为上述电机的转速方向与力矩方向相反时的电流与力矩之间的映射关系；根据上述电机静止时的关节速度噪音幅值确定第一转速和第二转速，其中上述第一转速大于零，上述第二转速小于零；获取上述同向映射关系的第一斜率，上述反向映射关系的第二斜率；根据上述第一斜率、上述第二斜率、上述第一转速以及第二转速重新确定上述映射关系。

3、第二方面，本申请提供了一种电流与力矩的转换装置，包括：第一获取模块，用于获取电机电流与机器人关节的力矩之间的映射关系，其中，上述映射关系包括同向映射关系和反向映射关系，上述同向映射关系为上述电机的转速方向与力矩方向相同时的电流与力矩之间的映射关系，上述反向映射关系为上述电机的转速方向与力矩方向相反时的电流与力矩之间的映射关系；第一确定模块，用于根据上述电机静止时的关节速度噪音幅值确定第一转速和第二转速，其中上述第一转速大于零，上述第二转速小于零；第二获取模块，用于获取上述同向映射关系的第一斜率，上述反向映射关系的第二斜率；第二确定模块，用于根据上述第一斜率、上述第二斜率、上述第一转速以及第二转速重新确定上述映射关系。

4、作为一种可选的示例，上述装置还包括：第三获取模块，用于在获取电机电流与机器人关节的力矩之间的映射关系之前，根据多个预设电流拖动上述电机，并获取上述电机在每一个预设电流下的同向力矩和反向力矩，其中，上述同向力矩为上述电机的转速方向与力矩方向相同时的力矩，上述反向力矩为上述电机的转速方向与力矩方向相反时的力矩；第一拟合模块，用于对每一个预设电流和对应的同向力矩进行线性拟合，得到上述同向映射关系；第二拟合模块，用于对每一个预设电流和对应的反向力矩进行线性拟合，得到上述反向映射关系。

5、作为一种可选的示例，上述第二获取模块包括：第一确定单元，用于在上述机器人关节的力矩为正向力矩的情况下，通过如下公式重新确定上述映射关系：其中，上述y为力矩，上述α0、上述α1、上述α2以及上述α3为根据第一边界条件计算得到的，上述为电机的转速，上述x为上述电流，上述a为上述同向映射关系中的常数，上述b为上述反向映射关系中的常数，上述为上述第一转速，上述为上述第二转速,上述k1为上述第一斜率，上述k2为上述第二斜率。

6、作为一种可选的示例，上述第一边界条件为如下公式：

7、

8、作为一种可选的示例，上述第一确定单元包括：第一计算子单元，用于通过如下公式计算得到上述α0：第二计算子单元，用于通过如下公式计算得到上述α1：第三计算子单元，用于通过如下公式计算得到上述α2：第四计算子单元，用于通过如下公式计算得到上述α3：

9、作为一种可选的示例，上述第二获取模块包括：第二确定单元，用于在上述机器人关节的力矩为反向力矩的情况下，通过如下公式重新确定上述映射关系：其中，上述y为力矩，上述β0、上述β1、上述β2以及上述β3为根据第二边界条件计算得到的，上述为电机的转速，上述x为上述电流，上述a为上述同向映射关系中的常数，上述b为上述反向映射关系中的常数，上述为上述第一转速，上述为上述第二转速,上述k1为上述第一斜率，上述k2为上述第二斜率。

10、作为一种可选的示例，上述第二边界条件为如下公式：

11、

12、作为一种可选的示例，上述第二确定单元包括：第五计算子单元，用于通过如下公式计算得到上述β0：第六计算子单元，用于通过如下公式计算得到上述β1：第七计算子单元，用于通过如下公式计算得到上述β2：第八计算子单元，用于通过如下公式计算得到上述β3：

13、第三方面，本申请提供了一种存储介质，该存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被处理器运行时执行上述电流与力矩的转换方法。

14、第四方面，本申请还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，上述存储器中存储有计算机程序，上述处理器被设置为通过所述计算机程序执行上述的电流与力矩的转换方法。

15、在本申请实施例中，采用了获取电机电流与机器人关节的力矩之间的映射关系，其中，上述映射关系包括同向映射关系和反向映射关系，上述同向映射关系为上述电机的转速方向与力矩方向相同时的电流与力矩之间的映射关系，上述反向映射关系为上述电机的转速方向与力矩方向相反时的电流与力矩之间的映射关系；根据上述电机静止时的关节速度噪音幅值确定第一转速和第二转速，其中上述第一转速大于零，上述第二转速小于零；获取上述同向映射关系的第一斜率，上述反向映射关系的第二斜率；根据上述第一斜率、上述第二斜率、上述第一转速以及第二转速重新确定上述映射关系的方法，由于在上述方法中，根据电机电流与机器人关节的力矩之间的同向映射关系的第一斜率、电机电流与机器人关节的力矩之间的反向映射关系的第二斜率、第一转速以及第二转速重新确定电机电流与机器人关节的力矩之间的映射关系，从而实现了有效避免在没有力矩传感器的情况下使用电流环做力控的力矩阶跃问题的目的，进而解决了力矩的阶跃，影响机器人系统的稳定性的技术问题。

技术特征：

1.一种电流与力矩的转换方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取电机电流与机器人关节的力矩之间的映射关系之前，所述方法还包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一斜率、所述第二斜率、所述第一转速以及第二转速重新确定所述映射关系包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一边界条件为如下公式：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据第一边界条件计算得到所述α0、所述α1、所述α2以及所述α3包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一斜率、所述第二斜率、所述第一转速以及第二转速重新确定所述映射关系包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二边界条件为如下公式：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据第二边界条件计算得到所述β0、所述β1、所述β2以及所述β3包括：

9.一种电流与力矩的转换装置，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读的存储介质，所述计算机可读的存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行所述权利要求1至8任一项中所述的方法。

11.一种电子设备，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为通过所述计算机程序执行所述权利要求1至8任一项中所述的方法。

技术总结
本申请涉及一种电流与力矩的转换方法、装置、存储介质以及电子设备。该方法包括：获取电机电流与机器人关节的力矩之间的映射关系，其中，映射关系包括同向映射关系和反向映射关系，同向映射关系为电机的转速方向与力矩方向相同时的电流与力矩之间的映射关系，反向映射关系为电机的转速方向与力矩方向相反时的电流与力矩之间的映射关系；根据电机静止时的关节速度噪音幅值确定第一转速和第二转速，其中第一转速大于零，第二转速小于零；获取同向映射关系的第一斜率，反向映射关系的第二斜率；根据第一斜率、第二斜率、第一转速以及第二转速重新确定映射关系。本申请解决了力矩的阶跃，影响机器人系统的稳定性的技术问题。

技术研发人员：罗秋月,葛利刚
受保护的技术使用者：深圳市优必选科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10