机器人柔性参数获取方法、装置、计算机设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种机器人柔性参数获取方法、装置、计算机设备及存储介质，包括下述步骤：获取机器人目标关节按照预设轨迹运动时的运动信息，其中，所述目标关节运动时与所述目标关节连接的辅助关节在预设位置保持固定；根据所述位置信息计算所述目标关节的惯量数据；根据所述惯量数据和所述电机数据在预设的柔性动力学状态表达式辨识所述目标关节的柔性参数。上述机器人柔性参数的获取方法在固定辅助关节的条件下测量目标关节的运动信息，并通过预设的柔性动力学状态表达式将电机数据和惯量数据作为中间变量，该方法不需要传感器设备就可以辨识出机器人的柔性参数，不仅方法简单，适用范围广，还节省了成本。

Robot flexible parameter acquisition method, device, computer equipment and storage medium

【技术实现步骤摘要】
机器人柔性参数获取方法、装置、计算机设备及存储介质
本专利技术实施例涉及机器人
，尤其是一种机器人柔性参数获取方法、装置、计算机设备及存储介质。
技术介绍
目前，工业机器人的发展趋势是朝着机器人结构轻质化的方向发展的，这种轻质化结构能够在不降低有效载荷的情况下降低机器人的成本，但同时也会导致机器人关节的柔性效应更加明显。其中，关节柔性会导致机械谐振频率降低，进而影响伺服系统的稳定性和跟踪精度，使机器人运动性能显著下降。如何保持轻质工业机器人的速度和精度性能，备受当今国内外专家学者关注。一些学者提出使用柔性动力学模型来替代原本的刚性动力学模型来进行控制，从而提升机器人的性能，因此，柔性动力学模型的精度对于控制的好坏有着直接的影响。然而对于柔性动力学模型的辨识，大多采用在机器人系统某一状态附近线性近似的方法来降低机器人复杂结构、关节耦合和非线性带来的辨识难度，得到的模型可能不适用于大多数工业机器人。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种机器人柔性参数获取方法、装置、计算机设备及存储介质。为解决上述技术问题，本专利技术创造的实施例采用的一个技术方案是：提供一种机器人柔性参数获取方法，包括下述步骤：获取机器人目标关节按照预设轨迹运动时的运动信息，其中，所述目标关节运动时与所述目标关节连接的辅助关节在预设位置保持固定，所述运动信息包括所述目标关节和所述辅助关节的位置信息和电机数据；根据所述位置信息计算所述目标关节的惯量数据；根据所述惯量数据和所述电机数据在预设的柔性动力学状态表达式辨识所述目标关节的柔性参数。可选地，所述获取机器人目标关节按照预设轨迹运动时的运动信息，包括：当所述辅助关节在所述预设位置保持固定时，向控制所述目标关节运动的电机下发激励轨迹，以使所述目标关节按照预设轨迹运动；按照预设的采样周期采集所述目标关节运动时的电机数据。可选地，所述根据所述位置信息计算所述目标关节的惯量数据，包括：将所述位置信息输入到预设的惯量计算公式中得到所述目标关节的惯量数据。可选地，所述根据所述惯量数据和所述电机数据在预设的柔性动力学状态表达式辨识所述目标关节的柔性参数之前，还包括：获取预设的状态表达式中包含的状态参数；对预设的机器人目标关节的柔性动力学模型和刚性动力学模型进行转换、微分得到所述状态参数的表达式；将所述状态参数的表达式代入到所述状态表达式中得到所述柔性动力学状态表达式。可选地，所述对预设的机器人目标关节的刚性动力学模型和柔性动力学模型进行转换、微分得到所述状态参数的表达式之前，还包括：对机器人刚性动力学表达式进行改进得到柔性动力学模型的表达式，其中，所述柔性动力学模型包括所述机器人的重力矩；从所述柔性动力学模型的表达式中提取所述目标关节的柔性动力学模型。可选地，所述根据所述惯量数据和所述电机数据在预设的柔性动力学状态表达式辨识所述目标关节的柔性参数，包括：将所述惯量数据和所述电机数据输入到预设的柔性动力学状态表达式中；采用预设的模型辨识算法对所述柔性动力学状态表达式进行辨识得到所述目标关节的电机惯量、刚性系数和阻尼系数。可选地，所述根据所述惯量数据和所述电机数据在预设的柔性动力学模型中辨识所述目标关节的柔性参数之后，还包括：当辨识到所述目标关节的多个柔性参数时，对所述多个柔性参数进行加权运算得到所述目标关节的目标柔性参数，其中，所述多个柔性参数是在与所述目标关节连接的关节的位置均不同的条件下得到的。为解决上述技术问题，本专利技术实施例还提供一种机器人柔性参数获取装置，包括：获取模块，用于获取机器人目标关节按照预设轨迹运动时的运动信息，其中，所述目标关节运动时与所述目标关节连接的辅助关节在预设位置保持固定，所述运动信息包括所述目标关节和所述辅助关节的位置信息和电机数据；处理模块，用于根据所述位置信息计算所述目标关节的惯量数据；执行模块，用于根据所述惯量数据和所述电机数据在预设的柔性动力学状态表达式辨识所述目标关节的柔性参数。可选地，所述获取模块包括：第一处理子模块，用于当所述辅助关节在所述预设位置保持固定时，向控制所述目标关节运动的电机下发激励轨迹，以使所述目标关节按照预设轨迹运动；第二处理子模块，用于按照预设的采样周期采集所述目标关节运动时的电机数据。可选地，所述处理模块包括：第一执行子模块，用于将所述位置信息输入到预设的惯量计算公式中得到所述目标关节的惯量数据。可选地，还包括：第一获取子模块，用于获取预设的状态表达式中包含的状态参数；第三处理子模块，用于对预设的机器人目标关节的刚性动力学模型和柔性动力学模型进行转换、微分得到所述状态参数的表达式；第二执行子模块，用于将所述状态参数的表达式代入到所述状态表达式中得到所述柔性动力学状态表达式。可选地，还包括：第四处理子模块，用于对机器人刚性动力学表达式进行改进得到柔性动力学模型的表达式，其中，所述柔性动力学模型包括所述机器人的重力矩；第二获取子模块，用于从所述柔性动力学模型的表达式中提取所述目标关节的柔性动力学模型。可选地，所述执行模块还包括：第五处理子模块，用于将所述惯量数据和所述电机数据输入到预设的柔性动力学状态表达式中；第三执行子模块，用于采用预设的模型辨识算法对所述柔性动力学状态表达式进行辨识得到所述目标关节的电机惯量、刚性系数和阻尼系数。可选地，还包括：第六处理子模块，用于当辨识到所述目标关节的多个柔性参数时，对所述多个柔性参数进行加权运算得到所述目标关节的目标柔性参数，其中，所述多个柔性参数是在与所述目标关节连接的关节的位置均不同的条件下得到的。为解决上述技术问题，本专利技术实施例还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时，使得所述处理器执行上述所述机器人柔性参数获取方法的步骤。为解决上述技术问题，本专利技术实施例还提供一种存储有计算机可读指令的存储介质，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行上述所述机器人柔性参数获取方法的步骤。本专利技术实施例的有益效果是：上述机器人柔性参数的获取方法在固定辅助关节的条件下测量目标关节的运动信息，并通过预设的柔性动力学状态表达式将电机数据和惯量数据作为中间变量，该方法不需要传感器设备就可以辨识出机器人的柔性参数，不仅方法简单，适用范围广，还节省了成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种机器人柔性参数的获取方法的基本流程示意图；图2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人柔性参数的获取方法，其特征在于，包括下述步骤：/n获取机器人目标关节按照预设轨迹运动时的运动信息，其中，所述目标关节运动时与所述目标关节连接的辅助关节在预设位置保持固定，所述运动信息包括所述目标关节和所述辅助关节的位置信息和电机数据；/n根据所述位置信息计算所述目标关节的惯量数据；/n根据所述惯量数据和所述电机数据在预设的柔性动力学状态表达式辨识所述目标关节的柔性参数。/n

【技术特征摘要】
1.一种机器人柔性参数的获取方法，其特征在于，包括下述步骤：
获取机器人目标关节按照预设轨迹运动时的运动信息，其中，所述目标关节运动时与所述目标关节连接的辅助关节在预设位置保持固定，所述运动信息包括所述目标关节和所述辅助关节的位置信息和电机数据；
根据所述位置信息计算所述目标关节的惯量数据；
根据所述惯量数据和所述电机数据在预设的柔性动力学状态表达式辨识所述目标关节的柔性参数。


2.根据权利要求1所述的柔性参数的获取方法，其特征在于，所述获取机器人目标关节按照预设轨迹运动时的运动信息，包括：
当所述辅助关节在所述预设位置保持固定时，向控制所述目标关节运动的电机下发激励轨迹，以使所述目标关节按照预设轨迹运动；
按照预设的采样周期采集所述目标关节运动时的电机数据。


3.根据权利要求2所述的柔性参数的获取方法，其特征在于，所述根据所述位置信息计算所述目标关节的惯量数据，包括：
将所述位置信息输入到预设的惯量计算公式中得到所述目标关节的惯量数据。


4.根据权利要求3所述的柔性参数的获取方法，其特征在于，所述根据所述惯量数据和所述电机数据在预设的柔性动力学状态表达式中辨识所述目标关节的柔性参数之前，还包括：
获取预设的状态表达式中包含的状态参数；
对预设的机器人目标关节的刚性动力学模型和柔性动力学模型进行转换、微分得到所述状态参数的表达式；
将所述状态参数的表达式代入到所述状态表达式中得到所述柔性动力学状态表达式。


5.根据权利要求4所述的柔性参数的获取方法，其特征在于，所述对预设的机器人目标关节的刚性动力学模型和柔性动力学模型进行转换、微分得到所述状态参数的表达式之前，还包括：
对机器人刚性动力学表达式进行改进得到柔性动力学模型的表达式，其中，所述柔性动力学模型包括所述机器人的重力矩；
从所述柔性动力学模型的表达式中提取所述目标关节的柔...

【专利技术属性】
技术研发人员：林俐，张敏梁，邓洪洁，刘天华，陆娜，
申请(专利权)人：上海新时达机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31