[發明專利]一種彈性驅動關節的力矩尋零方法

有效

• 申請號: 201710792078.5
• 申請日: 2017-09-05
• 公開（公告）號: CN107443381B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 楊躒;冷正飛;李庚益;彭放;苗燕楠
• 申請（專利權）人: 中科新松有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J13/08
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

1.一種彈性驅動關節的力矩尋零方法，其特征在于，包括：

彈性驅動關節系統上電，電機啟動，其中所述彈性驅動關節系統包括串聯的電機，彈性體，傳動裝置和傳輸端，以及設置在所述傳輸端的絕對式位置傳感器和設置在電機末端的增量式編碼器；

所述電機低速正向或反向轉動，當電機電流大于電流閾值時，所述電機停止轉動；

在所述電機轉動過程中獲取所述電機到達特征點處的特征電機電流、所述增量式編碼器測得的特征相對電機轉角以及所述絕對式位置傳感器測得的特征關節角度；

依據所述特征電機電流確定所述電機到達所述特征點處的特征彈性體變形量的整圈數；

依據所述特征關節角度、預先確定的所述電機啟動后第一次到達所述特征點處與絕對零點的第一特征相對角度和所述特征彈性體變形量的整圈數，確定所述電機到達所述特征點處的電機轉動圈數；

依據所述特征關節角度、所述第一特征相對角度和所述電機到達所述特征點處的電機轉動圈數，確定所述電機到達所述特征點處的彈性體變形量；

依據所述特征關節角度、所述特征相對電機轉角以及所述電機到達所述特征點處的彈性體變形量，確定所述增量式編碼器的上電參考零點與絕對零點的相對角度。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，依據所述特征關節角度、預先確定的所述電機啟動后第一次到達所述特征點處與絕對零點的第一特征相對角度和所述特征彈性體變形量的整圈數，確定所述電機到達所述特征點處的電機轉動圈數，包括：

依據如下公式確定所述電機到達所述特征點處的電機轉動圈數：

其中r是所述電機到達所述特征點處的電機轉動圈數，j是所述特征關節角度，s是預先確定的所述電機啟動后第一次到達所述特征點處與絕對零點的第一特征相對角度，x是所述特征彈性體變形量的整圈數。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，依據所述特征關節角度、所述第一特征相對角度和所述電機到達所述特征點處的電機轉動圈數，確定所述電機到達所述特征點處的彈性體變形量，包括：

依據如下公式確定所述電機到達所述特征點處的彈性體變形量：

d＝j-s-2πr

其中d是所述電機到達所述特征點處的彈性體變形量。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，依據所述特征關節角度、所述特征相對電機轉角以及所述電機到達所述特征點處的彈性體變形量，確定所述增量式編碼器的上電參考零點與絕對零點的相對角度，包括：

依據如下公式確定所述增量式編碼器的上電參考零點與絕對零點的相對角度：

q＝j-p-d

其中q是所述增量式編碼器的上電參考零點與絕對零點的相對角度，p是所述特征相對電機轉角。

5.根據權利要求1-4任一項所述的方法，其特征在于，確定所述增量式編碼器的上電參考零點與絕對零點的相對角度之后，還包括：

在所述電機轉動到目標位置處，獲取所述增量式編碼器測得的目標相對電機轉角以及所述絕對式位置傳感器測得的目標關節角度；

依據所述目標相對電機轉角，所述目標關節角度，所述增量式編碼器的上電參考零點與絕對零點的相對角度，確定所述目標位置處的彈性體變形量；

依據所述目標位置處的彈性體變形量，以及彈性體剛度確定所述目標位置處的關節力矩。

6.根據權利要求1-4任一項所述的方法，其特征在于，

所述特征點是在所述電機轉動過程中，所述增量式編碼器產生脈沖信號處于上升沿位置處；或者，

所述特征點是在所述電機轉動過程中，所述增量式編碼器產生脈沖信號處于下降沿位置處。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，若所述絕對零點為所述電機啟動后第一次到達的所述特征點，則所述第一特征相對角度取值為零。