[發明專利]一種機器人關節摩擦力補償方法有效
| 申請號： | 202011608101.9 | 申請日： | 2020-12-30 |
| 公開（公告）號： | CN112677156B | 公開（公告）日： | 2022-10-18 |
| 發明（設計）人： | 姚庭;丁磊;王超;高加超;史琦亮;王蘇康;趙進奇 | 申請（專利權）人： | 法奧（淄博）智能裝備有限公司;淄博戴納泰克智能裝備有限公司 |
| 主分類號： | B25J9/16 | 分類號： | B25J9/16 |
| 代理公司： | 淄博佳和專利代理事務所(普通合伙) 37223 | 代理人： | 孫愛華 |
| 地址： | 255086 山東省淄*** | 國省代碼： | 山東;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 機器人 關節 摩擦力 補償 方法 | ||
1.一種機器人關節摩擦力補償方法，其特征在于：包括如下步驟：
步驟a，機器人在(-20rpm，20rpm)的速度區間內，通過固定于機器人關節處的力矩傳感器對關節處的力矩進行采集，并采集得到每個機器人關節在(-20rpm，20rpm)速度區間內的一組摩擦力數據；
步驟b，確定機器人關節處的摩擦力模型，根據步驟a中采集得到的每個機器人關節的摩擦力數據，通過最小二乘法，得到機器人關節處的摩擦力計算公式；
步驟c，在零速度區間內，二次確定機器人關節處的摩擦力；
步驟c中所述的零速度區間為(-1rpm，1rpm)；
步驟d，確定機器人關節最終的摩擦力力矩，摩擦力力矩為摩擦力計算公式計算得到的摩擦力數值與摩擦力系數的乘積；
步驟d中所述的摩擦力計算公式為：
其中，表示關節的運行速度，δ表示摩擦力的補償系數，δ＝1.2；
步驟e，將步驟d中求得的摩擦力力矩代入機器人動力學模型計算得到對機器人關節的控制力拒；
步驟f，機器人控制器根據步驟e中計算得到的控制力拒驅動機器人關節動作。
2.根據權利要求1所述的機器人關節摩擦力補償方法，其特征在于：在步驟a中，在所述的(-20rpm，20rpm)速度區間內，每隔0.5rpm對關節處的力矩進行采集。
3.根據權利要求1所述的機器人關節摩擦力補償方法，其特征在于：在步驟a中，所述的摩擦力數據包括機器人關節處的運行速度以及在該運行速度下對應的摩擦力數值。
4.根據權利要求1所述的機器人關節摩擦力補償方法，其特征在于：在步驟a中，所述的摩擦力模型為庫侖力加黏性摩擦力模型或庫倫加黏性加StriBeck效應的摩擦力模型。
5.根據權利要求4所述的機器人關節摩擦力補償方法，其特征在于：所述的庫侖力加黏性模型為：
其中：fc表示庫倫摩擦力，表示關節的運行速度，σ表示關節的黏性摩擦力系數，sgn()為符號函數；
所述的庫倫加黏性加StriBeck效應的摩擦力模型為：
其中：fc表示庫倫摩擦力，fs表示靜 摩擦力，表示關節的運行速度，σ表示關節的黏性摩擦力系數，sgn()為符號函數，表示StriBeck速度。
6.根據權利要求1所述的機器人關節摩擦力補償方法，其特征在于：步驟e中所述的動力學模型為：
其中：τ-τe為所述的控制力拒，M(q)表示慣性系數矩陣，表示粘滯摩擦系數矩陣，g(q)表示重力矩向量，表示摩擦力力矩，q表示關節位置，表示關節速度，表示關節加速度。
7.根據權利要求1所述的機器人關節摩擦力補償方法，其特征在于：在所述的步驟d中，摩擦力系數取值范圍為0～1。
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