[發明專利]基于降維解析的傳感器載荷外力測量中的重力補償方法

在審

• 申請號: 201810097127.8
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108284456A
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 侯珍秀;王天嘯;楊也;程楓;胡佳樂;陳永坤
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B25J19/00
• 分類號: B25J19/00;B25J19/02
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

1.基于降維解析的傳感器載荷外力測量中的重力補償方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、在機器人的機械手初始位置，六維力傳感器測得六維力傳感器坐標系下的力與力矩：F_x0、F_y0、F_z0、M_x0、M_y0、M_z0；

F_x0、F_y0、F_z0分別為初始位置對應測得的力在六維力傳感器坐標系x軸、y軸、z軸的分量；M_x0、M_y0、M_z0分別為初始位置對應測得的力矩在六維力傳感器坐標系x軸、y軸、z軸的分量；

步驟2、調整機器人的機械手的位置，使得六維力傳感器坐標系的y軸與重力方向平行且反向；六維力傳感器測得六維力傳感器坐標系下的力與力矩：F_x00、F_y00、F_z00、M_x00、M_y00、M_z00；此時，F_x00＝F_z00＝0，F_y00＝-G，M_y00＝0；

F_x00、F_y00、F_z00分別為六維力傳感器坐標系y軸與重力方向平行時對應測得的力在六維力傳感器坐標系x軸、y軸、z軸的分量；

M_x00、M_y00、M_z00分別為六維力傳感器坐標系y軸與重力方向平行時對應測得的力矩在六維力傳感器坐標系x軸、y軸、z軸的分量；

步驟3、計算載荷的重力重心在六維力傳感器坐標系下的位置(x_c,y_c,z_c)；

基于步驟1和步驟2中的力與力矩，根據力與力矩的關系得到：

步驟4、重力補償：

在機器人進行作業任務的過程中，機械手在任意位置，通過六維力傳感器測得F_x、F_y、F_z、M_x、M_y、M_z；

載荷的重力在六維力傳感器坐標系下的三坐標下的分量分別為F′_x、F′_y、F′_z如下：

F′_x＝Gcos(φ)

F′_y＝Gcos(θ)

F′_z＝Gcos(ψ)

其中，φ、θ、ψ分別為重力與六維力傳感器坐標系x、y、z軸的夾角；

基于F′_x、F′_y、F′_z以及載荷的重力重心在六維力傳感器坐標系下的位置(x_c,y_c,z_c)，根據力與力矩的關系計算得到載荷的重力力矩在六維力傳感器坐標系下的三坐標下的分量M′_x、M′_y、M′_z；

對六維力傳感器測得的數據進行校正得到：

從而完成對傳感器測力的重力補償。