一种机械臂夹爪控制方法、装置、电子设备及存储介质与流程

本发明涉及机械臂夹爪控制，特别是涉及一种机械臂夹爪控制方法、一种机械臂夹爪控制装置、一种电子设备以及一种可读存储介质。

背景技术：

1、在工业自动化领域中，机械臂夹爪常通过夹爪控制器接收上位机下发的参数指令以执行对物体的抓取和搬运。相关技术的机械臂夹爪控制方案通常是在接收到控制指令后直接驱动执行机构运动，或者仅对通信层面的接收状态进行单次校验。在这种模式下，若寄存器在数据写入过程中因总线干扰、硬件故障或参数越界出现数值异常，控制器无法及时识别出寄存器实际数值与目标参数之间的偏离，直接按异常参数执行夹持操作容易引发夹持力矩不足导致落料，或因夹持力矩过大损伤目标物体。

技术实现思路

1、本发明实施例是提供一种机械臂夹爪控制方法、装置、电子设备以及可读存储介质，以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。

2、为了解决上述技术问题，本技术是这样实现的：

3、第一方面，本技术实施例提供了一种机械臂夹爪控制方法，所述机械臂夹爪配置有对应的夹爪控制器，所述方法应用于所述夹爪控制器，包括：

4、在所述机械臂夹爪完成初始化操作后，生成参数集合；所述参数集合包括夹取力矩、夹爪速度、目标位置和夹取标志；

5、基于所述夹取力矩、所述夹爪速度和所述目标位置，分别对所述机械臂夹爪对应的寄存器执行写入与读回校验操作，生成针对所述机械臂夹爪的寄存器校验检测结果；

6、当判定寄存器校验检测结果符合预设条件，且通过所述夹取标志判定所述机械臂夹爪需要夹取目标物体时，确定针对所述目标物体的夹持结果；

7、当判定所述夹持结果为用于表征针对所述目标物体的夹持操作失败的夹持结果时，确定针对所述机械臂夹爪的自适应调整策略，并基于所述自适应调整策略调整所述参数集合后控制所述机械臂夹爪重新执行夹持。

8、可选地，在所述生成参数集合的步骤之前，还包括：

9、配置所述机械臂夹爪的末端串口参数，建立基于莫德巴斯协议的莫德巴斯通信链路，并经由所述莫德巴斯通信链路获取从站标识；

10、依据所述从站标识调用初始化状态查询接口，向所述机械臂夹爪的初始化状态寄存器发送读取指令，解析读回数据生成初始状态枚举值；

11、当通过所述初始状态枚举值判定所述机械臂夹爪的夹爪就绪状态为非初始化完成状态时，向所述机械臂夹爪的初始化寄存器写入初始化触发参数，并在确认所述夹爪就绪状态更新为初始化完成状态后，生成系统就绪信号。

12、可选地，所述寄存器包括力矩寄存器、速度寄存器和位置寄存器，所述基于所述夹取力矩、所述夹爪速度和所述目标位置，分别对所述机械臂夹爪对应的寄存器执行写入与读回校验操作，生成针对所述机械臂夹爪的寄存器校验检测结果的步骤包括：

13、基于所述夹取力矩和所述力矩寄存器生成用于表达所述机械臂夹爪在力矩维度上是否符合约束条件的第一校验检测结果；

14、当基于所述第一校验检测结果判定所述机械臂夹爪在力矩维度上符合约束条件时，基于所述夹爪速度和所述速度寄存器生成用于表达所述机械臂夹爪在速度维度上是否符合约束条件的第二校验检测结果；

15、当基于所述第二校验检测结果判定所述机械臂夹爪在速度维度上符合约束条件时，基于所述目标位置和所述位置寄存器生成用于表达所述机械臂夹爪在位置维度上是否符合约束条件的第三校验检测结果；

16、将所述第一校验检测结果、所述第二校验检测结果和所述第三校验检测结果确定为寄存器校验检测结果。

17、可选地，所述基于所述夹取力矩和所述力矩寄存器生成用于表达所述机械臂夹爪在力矩维度上是否符合约束条件的第一校验检测结果的步骤包括：

18、调用预设的限幅函数对所述夹取力矩进行区间约束处理，生成限幅夹取力矩；

19、构造包含所述限幅夹取力矩的设置值字符串；

20、经由所述莫德巴斯通信链路将所述设置值字符串写入所述力矩寄存器，生成写入完成指示；

21、响应于生成所述写入完成指示，经由所述莫德巴斯通信链路读取所述力矩寄存器的当前值，并基于所述力矩寄存器的当前值生成获取力矩值；

22、比对所述获取力矩值与所述限幅夹取力矩，当所述获取力矩值与所述限幅夹取力矩一致时，生成用于表达所述机械臂夹爪在力矩维度上符合约束条件的第一校验检测结果。

23、可选地，所述基于所述夹爪速度和所述速度寄存器生成用于表达所述机械臂夹爪在速度维度上是否符合约束条件的第二校验检测结果的步骤包括：

24、调用预设的限幅函数对所述夹爪速度进行区间约束处理，生成限幅夹爪速度；

25、构造包含所述限幅夹爪速度的速度设置值字符串；

26、经由所述莫德巴斯通信链路将所述速度设置值字符串写入所述速度寄存器，生成速度写入完成指示；

27、响应于生成所述速度写入完成指示，经由所述莫德巴斯通信链路读取所述速度寄存器的当前值，生成获取速度值；

28、比对所述获取速度值与所述限幅夹爪速度，当所述获取速度值与所述限幅夹爪速度一致时，生成用于表达所述机械臂夹爪在速度维度上符合约束条件的第二校验检测结果。

29、可选地，所述基于所述目标位置和所述位置寄存器生成用于表达所述机械臂夹爪在位置维度上是否符合约束条件的第三校验检测结果的步骤包括：

30、调用预设的限幅函数对所述目标位置进行区间约束处理，生成限幅目标位置；

31、构造包含所述限幅目标位置的位置设置值字符串；

32、经由所述莫德巴斯通信链路将所述位置设置值字符串写入所述位置寄存器，生成位置写入完成指示；

33、响应于生成所述位置写入完成指示，经由所述莫德巴斯通信链路读取所述位置寄存器的当前值，生成获取位置值；

34、比对所述获取位置值与所述限幅目标位置，当所述获取位置值与所述限幅目标位置一致时，生成用于表达所述机械臂夹爪在位置维度上符合约束条件的第三校验检测结果。

35、可选地，所述寄存器还包括夹持状态寄存器，所述当判定寄存器校验检测结果符合预设条件，且通过所述夹取标志判定所述机械臂夹爪需要夹取目标物体时，确定针对所述目标物体的夹持结果的步骤包括：

36、响应于生成用于表达所述机械臂夹爪在位置维度上符合约束条件的第三校验检测结果，且通过所述夹取标志判定所述机械臂夹爪需要夹取目标物体时，调用预设的夹持控制函数，向所述夹持状态寄存器发送查询请求，并基于所述查询请求获取初始夹持状态；

37、当判定所述初始夹持状态为运动中状态，且尝试计数未达最大夹持尝试次数时，按预设的夹持等待间隔循环查询所述夹持状态寄存器的当前夹持状态；

38、当判定循环查询流程结束，且所述当前夹持状态仍为运动中状态时，生成用于表征所述机械臂夹爪无法继续执行针对所述目标物体的夹持操作的夹持结果；

39、当判定所述当前夹持状态不为运动中状态时，获取所述机械臂夹爪针对所述目标物体的最终受力状态；

40、当所述最终受力状态为夹持保持状态时，生成用于表征所述夹持操作成功的夹持结果；

41、当所述最终受力状态为物体掉落状态时，生成用于表征所述夹持操作失败的夹持结果。

42、可选地，所述确定针对所述机械臂夹爪的自适应调整策略，并基于所述自适应调整策略调整所述参数集合后控制所述机械臂夹爪重新执行夹持的步骤包括：

43、按预设增量加大所述夹取力矩，并按预设减量降低所述夹爪速度，生成更新夹取力矩和更新夹爪速度；

44、基于所述更新夹取力矩和所述更新夹爪速度控制所述机械臂夹爪再次执行针对所述目标物体的夹持操作，并生成本轮夹持结果；所述本轮夹持结果用于在判定本轮夹持操作失败时，执行所述按预设增量加大所述夹取力矩，并按预设减量降低所述夹爪速度，生成更新夹取力矩和更新夹爪速度的步骤。

45、第二方面，本技术实施例提供了一种机械臂夹爪控制装置，所述机械臂夹爪配置有对应的夹爪控制器，所述装置应用于所述夹爪控制器，包括：

46、参数集合生成模块，用于在所述机械臂夹爪完成初始化操作后，生成参数集合；所述参数集合包括夹取力矩、夹爪速度、目标位置和夹取标志；

47、寄存器校验检测结果生成模块，用于基于所述夹取力矩、所述夹爪速度和所述目标位置，分别对所述机械臂夹爪对应的寄存器执行写入与读回校验操作，生成针对所述机械臂夹爪的寄存器校验检测结果；

48、夹持结果确定模块，用于当判定寄存器校验检测结果符合预设条件，且通过所述夹取标志判定所述机械臂夹爪需要夹取目标物体时，确定针对所述目标物体的夹持结果；

49、重新执行夹持控制模块，用于当判定所述夹持结果为用于表征针对所述目标物体的夹持操作失败的夹持结果时，确定针对所述机械臂夹爪的自适应调整策略，并基于所述自适应调整策略调整所述参数集合后控制所述机械臂夹爪重新执行夹持。

50、第三方面，本技术实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。

51、第四方面，本技术实施例提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。

52、第五方面，本技术实施例提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现如第一方面所述的方法。

53、本发明实施例包括以下优点：

54、本发明实施例，通过在初始化完成后构建包含力矩、速度、位置及夹取标志的参数集合，并在控制执行前对各参数对应的寄存器实施写入与读回校验，有效地保障了底层控制参数下发的准确性，避免了因总线干扰或寄存器写入异常导致的误操作与异常夹持；进一步地，通过结合夹取标志判定并确定夹持结果，并在判定夹持操作失败时触发自适应调整策略以调整参数集合并重新控制夹持，打破了现有技术单次控制失败即中断抛错的局限，实现了夹持过程的自动化闭环纠错与参数自调整，显著提升了机械臂夹爪在面对工况波动时的作业连贯性与控制鲁棒性。