[發(fā)明專利]識別摩擦力的機器人控制方法、裝置、機器人及存儲介質(zhì)

有效

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• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111185908B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黎文博;錢作忠;羅欣
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳眾為興技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J13/00;B25J13/08
• 代理公司: 深圳力拓知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44313
• 代理人: 龔健

本申請適用于機器人技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種識別摩擦力的機器人控制方法，包括：通過根據(jù)所述關(guān)節(jié)運動范圍、關(guān)節(jié)速度范圍、關(guān)節(jié)加速度范圍和摩擦力識別精度，進行關(guān)節(jié)摩擦力識別的運動軌跡規(guī)劃，以預(yù)設(shè)時間為周期，將所述運動軌跡規(guī)劃插補成離散的點位數(shù)據(jù)，輸出插補點位數(shù)據(jù)給機器人各關(guān)節(jié)的伺服控制器，獲取運動過程中關(guān)節(jié)電機位置和關(guān)節(jié)電機電流，計算關(guān)節(jié)摩擦力參數(shù)并輸出。本發(fā)明，可準(zhǔn)確識別整過運動過程的關(guān)節(jié)摩擦力。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請屬于機器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種識別摩擦力的機器人控制方法、裝置、機器人及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)

為了避免關(guān)節(jié)摩擦力影響多關(guān)節(jié)機器人的控制性能，尤其是多關(guān)節(jié)機器人在低速狀態(tài)下的控制性能，往往需要準(zhǔn)確識別關(guān)節(jié)摩擦力參數(shù)。

現(xiàn)有技術(shù)之一的摩擦力識別方法是：建立并聯(lián)機器人的包含摩擦力的動力學(xué)模型；根據(jù)并聯(lián)機器人的動力學(xué)模型建立用于描述動力學(xué)辨識參數(shù)的最小二乘方程；根據(jù)所述最小二乘方程，建立激勵軌跡的優(yōu)化準(zhǔn)則，并且采用有限傅里葉級數(shù)來描述激勵軌跡的數(shù)學(xué)模型；控制并聯(lián)機器人以最優(yōu)激勵軌跡作為期望運動軌跡，測量并計算實際運動軌跡；利用辨識算法和實際運動軌跡對包含摩擦力參數(shù)的動力學(xué)模型參數(shù)進行辨識。

現(xiàn)有技術(shù)之二的摩擦力識別方法是機器人按照激勵軌跡進行周期性運動；在運動過程中，以一定采樣頻率采集各個關(guān)節(jié)的角度和力矩；建立包含摩擦力的串聯(lián)機器人動力學(xué)模型，使用帶權(quán)最小二乘法計算出包含摩擦力參數(shù)的機器人動力學(xué)參數(shù)；在計算得到的動力學(xué)參數(shù)的參數(shù)空間鄰域范圍內(nèi)，使用半正定矩陣規(guī)劃方法，得到一組既滿足物理可行性要求，又與計算的參數(shù)最接近的包含摩擦力參數(shù)的新的動力學(xué)參數(shù)。

以上現(xiàn)有摩擦力識別方法是將機器人關(guān)節(jié)摩擦力放在包含慣性力、科氏力的機器人動力學(xué)模型中，通過傅里葉級數(shù)激勵軌跡和最小二乘法一起辨識，由于最小二乘法的特性，只能保證整體模型的精度，不能保證摩擦力參數(shù)的準(zhǔn)確性，存在不足。

發(fā)明內(nèi)容

本申請實施例提供了一種識別摩擦力的機器人控制方法、裝置、機器人及存儲介質(zhì)，可以解決現(xiàn)有技術(shù)只能保證整體模型的精度，不能保證摩擦力參數(shù)的準(zhǔn)確性的問題。

第一方面，本申請實施例提供了一種識別摩擦力的機器人控制方法，包括：

獲取關(guān)節(jié)運動范圍、關(guān)節(jié)速度范圍、關(guān)節(jié)加速度范圍和摩擦力識別精度；

根據(jù)所述關(guān)節(jié)運動范圍、關(guān)節(jié)速度范圍、關(guān)節(jié)加速度范圍和摩擦力識別精度，進行關(guān)節(jié)摩擦力識別的運動軌跡規(guī)劃；

以預(yù)設(shè)時間為周期，將所述運動軌跡規(guī)劃插補成離散的點位數(shù)據(jù)，輸出插補點位數(shù)據(jù)給機器人各關(guān)節(jié)的伺服控制器；

獲取運動過程中關(guān)節(jié)電機位置和關(guān)節(jié)電機電流，所述關(guān)節(jié)電機位置是從機器人運動關(guān)節(jié)伺服電機光電編碼器采集，所述關(guān)節(jié)電機電流是從機器人運動關(guān)節(jié)伺服驅(qū)動模塊電流傳感器采集。

根據(jù)所述關(guān)節(jié)電機位置和關(guān)節(jié)電機電流，計算關(guān)節(jié)摩擦力參數(shù)并輸出。

第二方面，本申請實施例提供了一種識別摩擦力的機器人控制裝置，包括：

參數(shù)獲取模塊，用于獲取關(guān)節(jié)運動范圍、關(guān)節(jié)速度范圍、關(guān)節(jié)加速度范圍和摩擦力識別精度；

軌跡規(guī)劃模塊，用于根據(jù)所述關(guān)節(jié)運動范圍、關(guān)節(jié)速度范圍、關(guān)節(jié)加速度范圍和摩擦力識別精度，進行關(guān)節(jié)摩擦力識別的運動軌跡規(guī)劃；

運動控制模塊，用于以預(yù)設(shè)時間為周期，將所述運動軌跡規(guī)劃插補成離散的點位數(shù)據(jù)，輸出插補點位數(shù)據(jù)給機器人各關(guān)節(jié)的伺服控制器；

數(shù)據(jù)采集模塊，用于獲取運動過程中關(guān)節(jié)電機位置和關(guān)節(jié)電機電流，所述關(guān)節(jié)電機位置是從機器人運動關(guān)節(jié)伺服電機光電編碼器采集，所述關(guān)節(jié)電機電流是從機器人運動關(guān)節(jié)伺服驅(qū)動模塊電流傳感器采集。

摩擦力獲取模塊，用于根據(jù)所述關(guān)節(jié)電機位置和關(guān)節(jié)電機電流，計算關(guān)節(jié)摩擦力參數(shù)并輸出。