[發(fā)明專利]考慮關(guān)節(jié)摩擦與電機(jī)慣量的UR機(jī)器人動(dòng)力學(xué)參數(shù)辨識(shí)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210812019.0
• 申請(qǐng)日: 2022-07-11
• 公開（公告）號(hào): CN115139302A
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭芳瑜;陳晨;李浩;王宇;唐小衛(wèi);鄭周義
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J9/16
• 分類號(hào): B25J9/16
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 尚威

1.一種考慮關(guān)節(jié)摩擦與電機(jī)慣量的UR機(jī)器人動(dòng)力學(xué)參數(shù)辨識(shí)方法，其特征在于，該方法包括下列步驟：

S1對(duì)于待辨識(shí)的UR機(jī)器人，建立該UR機(jī)器人連桿坐標(biāo)系并獲取其對(duì)應(yīng)的物理參數(shù)；

S2對(duì)所述UR機(jī)器人關(guān)節(jié)摩擦力與關(guān)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量建模，以此構(gòu)建該UR機(jī)器人包含關(guān)節(jié)摩擦和關(guān)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量的動(dòng)力學(xué)模型，同時(shí)確定該動(dòng)力學(xué)模型中所需求解的標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力學(xué)參數(shù)；

S3賦予所述UR機(jī)器人初始激勵(lì)軌跡，對(duì)該初始激勵(lì)軌跡進(jìn)行優(yōu)化獲得連續(xù)平滑的最優(yōu)激勵(lì)軌跡，所述UR機(jī)器人按照該最優(yōu)激勵(lì)軌跡運(yùn)行，并記錄運(yùn)行過程中該UR機(jī)器人的關(guān)節(jié)運(yùn)行數(shù)據(jù)；

S4利用步驟S3中獲得的關(guān)節(jié)運(yùn)行數(shù)據(jù)計(jì)算所述UR機(jī)器人的標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力學(xué)參數(shù)，以此實(shí)現(xiàn)該UR機(jī)器人動(dòng)力學(xué)參數(shù)的辨識(shí)。

2.如權(quán)利要求1所述的一種考慮關(guān)節(jié)摩擦與電機(jī)慣量的UR機(jī)器人動(dòng)力學(xué)參數(shù)辨識(shí)方法，其特征在于，在步驟S2中，所述動(dòng)力學(xué)模型按照下列表達(dá)式進(jìn)行：

其中，τ＝[τ₁，…，τ₆]^T，為UR機(jī)器人各關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)力矩，M(q)為對(duì)稱正定慣性矩陣，為離心力與科氏力矩陣，G(q)為機(jī)器人連桿重力分量矩陣，q，為UR機(jī)器人關(guān)節(jié)角度、角速度、角加速度矩陣，τ_motor為UR機(jī)器人電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量在各關(guān)節(jié)上產(chǎn)生的力矩矩陣，F(xiàn)_f＝[F_f1，…，F(xiàn)_f6]^T，為UR機(jī)器人關(guān)節(jié)摩擦力矩陣。

3.如權(quán)利要求2所述的一種考慮關(guān)節(jié)摩擦與電機(jī)慣量的UR機(jī)器人動(dòng)力學(xué)參數(shù)辨識(shí)方法，其特征在于，所述UR機(jī)器人關(guān)節(jié)摩擦力矩陣按照下列表達(dá)式進(jìn)行：

其中，F(xiàn)_f＝[F_f1，…，F(xiàn)_f6]^T，為UR機(jī)器人關(guān)節(jié)摩擦力矩陣；F_c＝[F_c1，…，F(xiàn)_c6]^T，為UR機(jī)器人關(guān)節(jié)庫(kù)倫摩擦力系數(shù)矩陣；F_v＝[F_v1，…，F(xiàn)_v6]^T，為UR機(jī)器人關(guān)節(jié)粘性摩擦力系數(shù)矩陣；F₀＝[F₀₁，…，F(xiàn)₀₆]^T，為UR機(jī)器人關(guān)節(jié)摩擦力初始偏移值矩陣；sgn(·)為符號(hào)函數(shù)；為UR機(jī)器人六軸關(guān)節(jié)角速度矩陣。

4.如權(quán)利要求2所述的一種考慮關(guān)節(jié)摩擦與電機(jī)慣量的UR機(jī)器人動(dòng)力學(xué)參數(shù)辨識(shí)方法，其特征在于，所述力矩矩陣按照下列關(guān)系式進(jìn)行：

其中，τ_motor為UR機(jī)器人電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量在各關(guān)節(jié)上產(chǎn)生的力矩矩陣，J＝[J₁，…，J₆]^T，為UR機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量系數(shù)矩陣，為UR機(jī)器人六軸關(guān)節(jié)角加速度矩陣。