[發(fā)明專利]繩驅多關節(jié)柔性機器人自標定方法及系統(tǒng)、存儲介質

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811137250.4
• 申請日: 2018-09-28
• 公開（公告）號: CN109176494B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設計）人: 徐文福;劉天亮;牟宗高;梁斌
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學（深圳）
• 主分類號: B25J9/10
• 分類號: B25J9/10;B25J17/00;B25J19/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 唐致明;洪銘福

1.一種繩驅多關節(jié)柔性機器人自標定方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、設置當前關節(jié)的一根驅動繩為力控繩，設置所述關節(jié)剩余的驅動繩為位控繩，每個關節(jié)通過至少3根驅動繩進行驅動，利用恒力控制模式控制的驅動繩為所述力控繩，利用位置控制模式控制的驅動繩為所述位控繩；

S2、控制所述關節(jié)到達第一平衡狀態(tài)，

S3、控制其中一根位控繩發(fā)生運動，剩余位控繩的位置保持不變，所述力控繩發(fā)生隨動并到達第二平衡狀態(tài)；

S4、獲取發(fā)生運動的位控繩的繩長變化量以及力控繩的繩長變化量；

S5、重復步驟S2至S4，改變發(fā)生運動的位控繩，直到獲取所有位控繩的繩長變化量以及力控繩對應的繩長變化量；

S6、獲取所述力控繩的繩長變化量與位控繩的繩長變化量的映射矩陣，并根據(jù)所述映射矩陣與關節(jié)角的相關關系獲取關節(jié)的關節(jié)角，實現(xiàn)當前關節(jié)的關節(jié)角標定；

其中，一根驅動繩由一個電機控制，根據(jù)所述電機的位置變化量獲得驅動繩的繩長變化量，所述關節(jié)的關節(jié)角根據(jù)所述映射矩陣與關節(jié)角的相關關系并利用最小二乘迭代法獲取。

2.根據(jù)權利要求1所述的繩驅多關節(jié)柔性機器人自標定方法，其特征在于，按照關節(jié)的關節(jié)號的順序標定所述繩驅多關節(jié)柔性機器人的關節(jié)，其中，標定關節(jié)i時，控制關節(jié)號小于i的關節(jié)的驅動繩處于張緊狀態(tài)，控制關節(jié)號大于i的關節(jié)的驅動繩處于放松狀態(tài)。

3.一種繩驅多關節(jié)柔性機器人自標定系統(tǒng)，其特征在于，包括

第一模塊，用于執(zhí)行步驟S1，設置當前關節(jié)的一根驅動繩為力控繩，設置所述關節(jié)剩余的驅動繩為位控繩，每個關節(jié)通過至少3根驅動繩進行驅動，利用恒力控制模式控制的驅動繩為所述力控繩，利用位置控制模式控制的驅動繩為所述位控繩；

第二模塊，用于執(zhí)行步驟S2，控制所述關節(jié)到達第一平衡狀態(tài)，

第三模塊，用于執(zhí)行步驟S3，控制其中一根位控繩發(fā)生運動，剩余位控繩的位置保持不變，所述力控繩發(fā)生隨動并到達第二平衡狀態(tài)；

第四模塊，用于執(zhí)行步驟S4，獲取發(fā)生運動的位控繩的繩長變化量以及力控繩的繩長變化量；

第五模塊，用于執(zhí)行步驟S5，重復步驟S2至S4，改變發(fā)生運動的位控繩，直到獲取所有位控繩的繩長變化量以及力控繩對應的繩長變化量；

第六模塊，用于執(zhí)行步驟S6，獲取所述力控繩的繩長變化量與位控繩的繩長變化量的映射矩陣，并根據(jù)所述映射矩陣與關節(jié)角的相關關系獲取關節(jié)的關節(jié)角，實現(xiàn)當前關節(jié)的關節(jié)角標定；

其中，一根驅動繩與一個電機連接并受其控制，所述第三模塊根據(jù)所述電機的位置變化量獲得驅動繩的繩長變化量，所述第五模塊根據(jù)所述映射矩陣與關節(jié)角的相關關系并利用最小二乘迭代法獲取關節(jié)的關節(jié)角。

4.根據(jù)權利要求3所述的繩驅多關節(jié)柔性機器人自標定系統(tǒng)，其特征在于，所述繩驅多關節(jié)柔性機器人自標定系統(tǒng)按照關節(jié)的關節(jié)號的順序標定所述繩驅多關節(jié)柔性機器人的關節(jié)，其中，標定關節(jié)i時，控制關節(jié)號小于i的關節(jié)的驅動繩處于張緊狀態(tài)，控制關節(jié)號大于i的關節(jié)的驅動繩處于放松狀態(tài)。

5.根據(jù)權利要求4所述的繩驅多關節(jié)柔性機器人自標定系統(tǒng)，其特征在于，所述第三模塊包括電機編碼器，用于獲取所述電機的位置變化量。

6.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，其上存儲有計算機程序，所述程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)以下步驟：

S1、設置當前關節(jié)的一根驅動繩為力控繩，設置所述關節(jié)剩余的驅動繩為位控繩，每個關節(jié)通過至少3根驅動繩進行驅動，利用恒力控制模式控制的驅動繩為所述力控繩，利用位置控制模式控制的驅動繩為所述位控繩；

S2、控制所述關節(jié)到達第一平衡狀態(tài)，

S3、控制其中一根位控繩發(fā)生運動，剩余位控繩的位置保持不變，所述力控繩發(fā)生隨動并到達第二平衡狀態(tài)；

S4、獲取發(fā)生運動的位控繩的繩長變化量以及力控繩的繩長變化量；

S5、重復步驟S2至S4，改變發(fā)生運動的位控繩，直到獲取所有位控繩的繩長變化量以及力控繩對應的繩長變化量；

S6、獲取所述力控繩的繩長變化量與位控繩的繩長變化量的映射矩陣，并根據(jù)所述映射矩陣與關節(jié)角的相關關系獲取關節(jié)的關節(jié)角，實現(xiàn)當前關節(jié)的關節(jié)角標定；

其中，一根驅動繩由一個電機控制，根據(jù)所述電機的位置變化量獲得驅動繩的繩長變化量，所述關節(jié)的關節(jié)角根據(jù)所述映射矩陣與關節(jié)角的相關關系并利用最小二乘迭代法獲取。