[發(fā)明專利]一種面向未知環(huán)境的六自由度機(jī)器人力控方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010539862.7
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111624941A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃玲濤;王彬;倪濤;張紅彥
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: G05B19/19
• 分類號: G05B19/19
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 朱世林

1.一種面向未知環(huán)境的六自由度機(jī)器人力控方法，其特征在于，所述控制方法具體步驟如下：

步驟S10，獲取力傳感器零點數(shù)據(jù)、機(jī)器人腕部工具重力及重心坐標(biāo)，確定機(jī)器人腕部工具與環(huán)境接觸時產(chǎn)生的真實力與力矩；

步驟S20，通過機(jī)器人腕部工具與環(huán)境接觸時產(chǎn)生的真實力與力矩，確定機(jī)器人末端運動的位控方向和力控方向；

步驟S30，獲取機(jī)器人運動的參考軌跡，確定阻抗控制模型，完成機(jī)器人力控作業(yè)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向未知環(huán)境的六自由度機(jī)器人力控方法，其特征在于，所述步驟S10的具體過程如下：

步驟S101，在機(jī)器人腕部安裝工具后，獲取機(jī)器人在N(N＞3)個不同位姿下的力傳感器實際測得的力與力矩；

步驟S102，根據(jù)所述機(jī)器人的安裝位置，確定機(jī)器人基坐標(biāo)系，根據(jù)所述力傳感器相對于所述機(jī)器人基坐標(biāo)系的位置，確定力傳感器坐標(biāo)系，根據(jù)所述力傳感器坐標(biāo)系和所述機(jī)器人基坐標(biāo)系，確定所述力傳感器坐標(biāo)系與機(jī)器人基坐標(biāo)系的對應(yīng)關(guān)系；

步驟S103，根據(jù)所述機(jī)器人腕部工具重力在機(jī)器人基坐標(biāo)系的分力和所述力傳感器坐標(biāo)系與機(jī)器人基坐標(biāo)系的對應(yīng)關(guān)系，確定所述機(jī)器人腕部工具重力在力傳感器坐標(biāo)系上分力的對應(yīng)關(guān)系；

步驟S104，根據(jù)力傳感器實際測得的力和機(jī)器人腕部工具重力在力傳感器坐標(biāo)系上分力的對應(yīng)關(guān)系，確定力傳感器的零點力和所述機(jī)器人腕部工具重力分別在力傳感器坐標(biāo)系上的分力；

步驟S105，根據(jù)所述機(jī)器人腕部工具重力分別在力傳感器坐標(biāo)系上的分力和力傳感器實際測得的力，確定所述機(jī)器人腕部工具重力；

步驟S106，根據(jù)所述力傳感器實際測得的力與力矩和所述機(jī)器人腕部工具重心在所述力傳感器上的坐標(biāo)，確定所述機(jī)器人腕部工具重心在所述力傳感器坐標(biāo)系上的坐標(biāo)；

步驟S107，根據(jù)所述力傳感器的零點力和機(jī)器人腕部工具重心在所述力傳感器坐標(biāo)系上的坐標(biāo)，確定力傳感器的零點力矩；

步驟S108，根據(jù)所述力傳感器的零點力與力矩和機(jī)器人腕部工具重力在傳感器產(chǎn)生的力與力矩，確定機(jī)器人腕部工具與外界環(huán)境接觸時產(chǎn)生的真實力與力矩。

3.請根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向未知環(huán)境的六自由度機(jī)器人力控方法，其特征在于，所述步驟S20的具體過程如下：

步驟S201，根據(jù)機(jī)器人腕部工具與外界環(huán)境接觸時產(chǎn)生的真實力與力矩，確定機(jī)器人腕部工具與環(huán)境接觸時產(chǎn)生的法向接觸力、切向接觸力以及所述法向接觸力與豎直方向的夾角；

步驟S202，根據(jù)所述法向接觸力與豎直方向的夾角，確定接觸點處的單位法向量和單位切向量。

4.請根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向未知環(huán)境的六自由度機(jī)器人力控方法，其特征在于，所述步驟S30的具體過程如下：

步驟S301，根據(jù)所述接觸點處的單位法向量和單位切向量，確定機(jī)器人運動時的位置控制方向和力控制方向；

步驟S302，根據(jù)所述法向接觸力與法向位移，確定未知環(huán)境的剛度數(shù)據(jù)；

步驟S303，根據(jù)所述位置控制方向、力控制方向、法向期望接觸力和法向接觸力，確定機(jī)器人力控作業(yè)所需的參考軌跡；

步驟S304，根據(jù)所述機(jī)器人力控作業(yè)所需的參考軌跡，確定機(jī)器人力控作業(yè)的阻抗控制模型，并選取合適的模型參數(shù)，使機(jī)器人產(chǎn)生滿足要求的運動序列。