[發明專利]一種6R型工業機器人負載識別方法

有效

• 申請號: 201310456167.4
• 申請日: 2013-09-29
• 公開（公告）號: CN103495977A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 陳友東;谷平平;季旭東
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J13/00
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 周長琪

技術領域

本發明屬于機器人技術領域，具體來說，是一種6R型工業機器人負載識別的方法。

背景技術

隨著科技的進步和經濟的發展，機器人技術不斷進步，工業機器人的應用領域越來越廣泛。在工業生產中，工業機器人廣泛應用于搬運、焊接、噴漆、裝配等領域。當工業機器人作用于不同的負載時，由于機器人驅動裝置的輸出功率與負載不匹配，不可避免的要引起振動，導致機器人的自身磨損并造成操作誤差，降低機器人作業的精確性與安全性。隨著工業機器人向著更加輕質結構的方向發展，機器人負載對執行機構所需的驅動力矩的貢獻越來越大，對機器人的振動及精度的影響也越來越大，因此有必要實時識別機器人作用的負載，以調整工業機器人的驅動裝置的各個參數，控制機器人輸出功率與負載的相匹配。

機器人負載識別就是利用先進的測量手段和基于模型的參數識別方法辨識出機器人所作用的負載的質量，為調整機器人的各項參數與負載匹配做準備。目前對機器人負載識別的研究比較少。Paul^[1]提出了兩種在機械臂處于靜止狀態時確定負載質量的方法，一種方法需要知道關節力矩的信息，另一種方法需要知道腕部的力和力矩的信息。Coiffe^t[2]利用關節力矩傳感估計處于靜止狀態的機器人的負載質量和質心。Mukerjee^[3]和Mukerjee與Ballard^[4]利用傳感器在動力學的基礎上對機械臂負載進行識別，在識別過程中允許進行一般的運動。Olsen與Bekey^[5]假定所有的力和力矩傳感都在腕部來識別負載。Christopher?G.Atkeson^[6]在機器人動力學的基礎上利用力和力矩傳感器分別對機器人進行了動態和靜態的負載識別，并且發現靜態識別結果優于動態識別的結果。JAN?SWEVERS和WALTER?VERDONCK^[7]基于機器人動力學模型，提出了一種基于周期激勵的工業機器人有效載荷的識別方法。雖然上述研究都對機器人負載進行了識別，但這些研究都基于附加額外的力和力矩傳感器來測得機器人的關節力和力矩，并且要以識別機器人的動態模型各個參數為先驗條件。從實際應用的角度來說，采用附加傳感器進行辨識并不是比較好的方法，因為對機器人來說，增加額外的傳感器不但成本昂貴，而且會額外增加機器人本身的重量，會對識別造成一定的誤差，有時候也是無法實現的。

參考文獻[1]：Paul,R.P.Robot?manipulators:mathematics,programming,and?control.Cambridge:MIT?Press,1981；

參考文獻[2]：Coiffet,P.Robot?technology:interaction?with?the?environment,vol.2.Englewood?Cliffs,N.J.:Prentice-Hall,1983；

參考文獻[3]：Mukerjee,A.Adaptation?in?biological?sensory-motor?systems:a?model?for?robotic?control.Proc.SPIE?Conf.on?Intelligent?Robots?and?Computer?Vision,Vol.521.Cambridge,Mass,1984；

參考文獻[4]：Mukerjee,A,and?Ballard,D.H.Self-calibration?in?robot?manipulators.Proc.IEEE?Conf.Robotics?and?Automation?pp.1050-1057,Mar?1985；

參考文獻[5]：Olsen,H.B.,and?Bekey,G.A.Identification?of?parameters?in?models?of?robots?with?rotary?joints.Proc.IEEE?Conf.Robotics?and?Automation,pp.1045-1050,Mar1985；

參考文獻[6]：C.G.Atkeson,C.H.An?and?J.M.Hollerbach,Estimation?of?inertial?parameters?of?manipulator?loads?and?links,Int.J.of?Robotics?Research,1986,Vol.5(3),pp.101-119；