[發(fā)明專利]一種機器人諧波傳動關(guān)節(jié)實際力矩值的獲取方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811587023.1
• 申請日: 2018-12-25
• 公開（公告）號: CN109623819B
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏科睿;丁亮;石勝君;張成林;劉鵬飛;王飛
• 申請（專利權(quán)）人: 哈工大機器人集團股份有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J19/00
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 丁瑞瑞

本發(fā)明公開了一種機器人諧波傳動關(guān)節(jié)實際力矩值的獲取方法，方法包括：1)、利用諧波傳動關(guān)節(jié)柔性誤差模型獲取諧波傳動關(guān)節(jié)輸出力矩模型值的集合；2)、獲取樣本數(shù)據(jù)集合，使用樣本數(shù)據(jù)集合訓練機器學習模型，然后根據(jù)諧波傳動關(guān)節(jié)的電機端的位置信號、諧波傳動關(guān)節(jié)的連桿端的位置信號以及電機電流數(shù)據(jù)，獲取諧波傳動關(guān)節(jié)輸出力矩的預測值；3)、對諧波傳動關(guān)節(jié)輸出力矩模型值以及預測值均值進行濾波處理，得到諧波傳動關(guān)節(jié)輸出力矩模型值對應的實際力矩值。本發(fā)明公開了一種機器人諧波傳動關(guān)節(jié)實際力矩值的獲取裝置。應用本發(fā)明實施例，可以提高獲取的機器人諧波傳動關(guān)節(jié)實際力矩值的準確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種力矩值的獲取方法及裝置，更具體涉及一種機器人諧波傳動關(guān)節(jié)實際力矩值的獲取方法及裝置。

背景技術(shù)

基于柔性誤差模型，利用電機電流、電機端位置信息和連桿端位置信息，可以測量諧波傳動關(guān)節(jié)實際力矩。

但是，利用電機端和連桿端的位置誤差來擬合諧波傳動關(guān)節(jié)實際力矩時，對諧波傳動關(guān)節(jié)柔性進行建模需要精確的參數(shù)。模型中的參數(shù)選擇直接影響柔性模型精度。諧波傳動柔性建模過程中，大多使用的是擬合公式和經(jīng)驗公式，導致模型產(chǎn)生固有誤差。

因此，現(xiàn)有技術(shù)中存在獲取的機器人諧波傳動關(guān)節(jié)實際力矩值的精確性不高的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供了一種機器人諧波傳動關(guān)節(jié)實際力矩值的獲取方法及裝置，以提高獲取的機器人諧波傳動關(guān)節(jié)實際力矩值的準確性。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的：

本發(fā)明實施例提供了一種機器人諧波傳動關(guān)節(jié)實際力矩值的獲取方法，所述方法包括：

1)、利用諧波傳動關(guān)節(jié)柔性誤差模型，根據(jù)諧波傳動關(guān)節(jié)的電機端的位置信號、諧波傳動關(guān)節(jié)的連桿端的位置信號以及電機電流數(shù)據(jù)獲取諧波傳動關(guān)節(jié)輸出力矩模型值的集合；

2)、獲取樣本數(shù)據(jù)集合，使用所述樣本數(shù)據(jù)集合訓練機器學習模型，然后根據(jù)所述諧波傳動關(guān)節(jié)的電機端的位置信號、諧波傳動關(guān)節(jié)的連桿端的位置信號以及電機電流數(shù)據(jù)，獲取所述諧波傳動關(guān)節(jié)輸出力矩的預測值；

3)、對所述諧波傳動關(guān)節(jié)輸出力矩模型值以及所述預測值均值進行濾波處理，得到所述諧波傳動關(guān)節(jié)輸出力矩模型值對應的實際力矩值。

可選的，所述步驟1)，包括：

利用公式，計算諧波傳動關(guān)節(jié)的諧波傳動變形角度，其中，

Δθ_f為諧波傳動關(guān)節(jié)的諧波傳動變形角度；q_d為諧波傳動關(guān)節(jié)的連桿端的位置信號；q_m為電機端的位置信號；sgn()為符號函數(shù)；K_ω為諧波傳動關(guān)節(jié)中的波發(fā)生器的剛度系數(shù)；I_i為電機電流；c_ω為諧波傳動關(guān)節(jié)中的波發(fā)生器的滯后系數(shù)；l為諧波傳動關(guān)節(jié)中的諧波減速器減速比；e為自然底數(shù)；||為求模函數(shù)；θ_err為電機輸端與連接桿輸出端之間的柔性誤差；i為電機電流參數(shù)的數(shù)量；

利用公式，計算柔性傳動扭轉(zhuǎn)角，其中，

Δθ為柔性傳動扭轉(zhuǎn)角；Δθ_ω為波發(fā)生器的輸入的扭轉(zhuǎn)角；為波發(fā)生器輸出扭轉(zhuǎn)角；l諧波傳動關(guān)節(jié)變速器的傳動比；

利用公式，τ_f＝a₁Δθ+a₂Δθ²+a₃Δθ³，計算諧波傳動關(guān)節(jié)柔性輸出力矩，進而獲取諧波傳動關(guān)節(jié)輸出力矩模型值的集合，其中，