[發(fā)明專利]一種基于觸覺與聽覺的機械臂柔性裝配方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911135175.2
• 申請日: 2019-11-19
• 公開（公告）號: CN110695999B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設計）人: 蔣奇;劉福香
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J19/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權代理有限公司 37221
• 代理人: 武博

1.一種基于觸覺與聽覺的機械臂柔性裝配方法，其特征在于，包括以下步驟：

進行標準制定實驗，得到接觸力矩陣、位置矩陣、響度向量、銳度向量四個參量，以及各參量的允許誤差矩陣和向量；

根據(jù)接觸力矩陣、位置矩陣計算其二階阻抗控制模型的最佳控制參數(shù)矩陣；

在裝配過程中實時監(jiān)測四個參量的數(shù)值是否滿足允許的誤差范圍以及接觸力與位置參量是否滿足其阻抗控制模型，并反饋至控制中心進行實時調(diào)整。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于觸覺與聽覺的機械臂柔性裝配方法，其特征在于，在機械臂上安裝力傳感器、垂直陀螺儀和聲音傳感器，并進行多次機械臂裝配實驗，選取裝配成功的n次實驗，其中，n大于100。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種基于觸覺與聽覺的機械臂柔性裝配方法，其特征在于，裝配成功的每次實驗中，由力傳感器和垂直陀螺儀采集的數(shù)據(jù)得到接觸力矩陣、位置矩陣，由聲音傳感器采集的數(shù)據(jù)得到響度向量與銳度向量。

4.根據(jù)權利要求2所述的一種基于觸覺與聽覺的機械臂柔性裝配方法，其特征在于，分別將n次實驗的接觸力矩陣和位置矩陣代入機械臂的二階阻抗控制模型：

其中，M_d表示目標慣性矩陣，C_d表示阻尼矩陣，K_d表示剛度矩陣，F(xiàn)_e表示接觸力矩陣，X_e表示位置矩陣，X_d表示理想位置；取n次實驗中位置矩陣的均值。

5.根據(jù)權利要求4所述的一種基于觸覺與聽覺的機械臂柔性裝配方法，其特征在于，基于M_d、C_d、K_d參量的基本初值M_d0、C_d0、K_d0進行經(jīng)驗調(diào)節(jié)，然后對n次實驗中調(diào)節(jié)后的M_d0、C_d0、K_d0分別取均值，得到機械臂的二階阻抗控制模型的最佳參數(shù)矩陣M_d、C_d、K_d，最佳模型為標準二階阻抗控制模型M(M_d，C_d，K_d)。

6.根據(jù)權利要求5所述的一種基于觸覺與聽覺的機械臂柔性裝配方法，其特征在于，對n次實驗中的接觸力矩陣和位置矩陣分別取均值，得到標準接觸力矩陣F、標準位置矩陣X；對n次實驗中的響度向量與銳度向量分別取均值，得到標準響度向量N、標準銳度向量S。

7.根據(jù)權利要求5所述的一種基于觸覺與聽覺的機械臂柔性裝配方法，其特征在于，進入裝配過程首先判斷是否裝配完畢，若沒有裝配完畢，則實時讀取觸覺數(shù)據(jù)與聽覺數(shù)據(jù)，得到相應的觸覺信息f、x，并得到相應聽覺信息n、s；然后將f、x、n、s反饋至控制中心進入下一步；若裝配完畢則此次裝配過程結束。

8.根據(jù)權利要求7所述的一種基于觸覺與聽覺的機械臂柔性裝配方法，其特征在于，判斷f、x、n、s是否滿足其誤差允許范圍F1、X1、N1、S1以及f、x是否滿足控制模型M(M_d，C_d，K_d)；若滿足誤差允許范圍及控制模型，則繼續(xù)裝配操作；若滿足誤差允許范圍，不滿足控制模型，則依次逐量調(diào)節(jié)f、x。

9.根據(jù)權利要求8所述的一種基于觸覺與聽覺的機械臂柔性裝配方法，其特征在于，若存在至少一個參量不滿足其誤差允許范圍，則說明裝配異常，控制中心觸發(fā)報警裝置并立即中止裝配操作。

10.根據(jù)權利要求2所述的一種基于觸覺與聽覺的機械臂柔性裝配方法，其特征在于，所述力傳感器為六維力傳感器。