识别摩擦力的机器人控制方法、装置、机器人及存储介质制造方法及图纸

本申请适用于机器人技术领域，提供了一种识别摩擦力的机器人控制方法，包括：通过根据所述关节运动范围、关节速度范围、关节加速度范围和摩擦力识别精度，进行关节摩擦力识别的运动轨迹规划，以预设时间为周期，将所述运动轨迹规划插补成离散的点位数据，输出插补点位给机器人各关节的伺服控制器，获取运动过程中关节电机位置和关节电机电流，计算关节摩擦力参数并输出。本发明专利技术，可准确识别整过运动过程的关节摩擦力。

Robot control method, device, robot and storage medium for friction identification

【技术实现步骤摘要】
识别摩擦力的机器人控制方法、装置、机器人及存储介质
本申请属于机器人
，尤其涉及一种识别摩擦力的机器人控制方法、装置、机器人及存储介质。
技术介绍
为了避免关节摩擦力影响多关节机器人的控制性能，尤其是多关节机器人在低速状态下的控制性能，往往需要准确识别关节摩擦力参数。现有技术之一的摩擦力识别方法是：建立并联机器人的包含摩擦力的动力学模型；根据并联机器人的动力学模型建立用于描述动力学辨识参数的最小二乘方程；根据所述最小二乘方程，建立激励轨迹的优化准则，并且采用有限傅里叶级数来描述激励轨迹的数学模型；控制并联机器人以最优激励轨迹作为期望运动轨迹，测量并计算实际运动轨迹；利用辨识算法和实际运动轨迹对包含摩擦力参数的动力学模型参数进行辨识。现有技术之二的摩擦力识别方法是机器人按照激励轨迹进行周期性运动；在运动过程中，以一定采样频率采集各个关节的角度和力矩；建立包含摩擦力的串联机器人动力学模型，使用带权最小二乘法计算出包含摩擦力参数的机器人动力学参数；在计算得到的动力学参数的参数空间邻域范围内，使用半正定矩阵规划方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种识别摩擦力的机器人控制方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取关节运动范围、关节速度范围、关节加速度范围和摩擦力识别精度；/n根据所述关节运动范围、关节速度范围、关节加速度范围和摩擦力识别精度，进行关节摩擦力识别的运动轨迹规划；/n以预设时间为周期，将所述运动轨迹规划插补成离散的点位数据，输出插补点位给机器人各关节的伺服控制器；/n获取运动过程中关节电机位置和关节电机电流，所述关节电机位置是从机器人运动关节伺服电机光电编码器采集，所述关节电机电流是从机器人运动关节伺服驱动模块电流传感器采集；/n根据所述关节电机位置和关节电机电流，计算关节摩擦力参数并输出。/n

【技术特征摘要】
1.一种识别摩擦力的机器人控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取关节运动范围、关节速度范围、关节加速度范围和摩擦力识别精度；
根据所述关节运动范围、关节速度范围、关节加速度范围和摩擦力识别精度，进行关节摩擦力识别的运动轨迹规划；
以预设时间为周期，将所述运动轨迹规划插补成离散的点位数据，输出插补点位给机器人各关节的伺服控制器；
获取运动过程中关节电机位置和关节电机电流，所述关节电机位置是从机器人运动关节伺服电机光电编码器采集，所述关节电机电流是从机器人运动关节伺服驱动模块电流传感器采集；
根据所述关节电机位置和关节电机电流，计算关节摩擦力参数并输出。


2.根据权利要求1所述的识别摩擦力的机器人控制方法，其特征在于，所述根据所述关节运动范围、关节速度范围、关节加速度范围和摩擦力识别精度，进行关节摩擦力识别的运动轨迹规划具体：
根据所述关节运动范围，获得起点位置qs和终点位置qe，获取整段运动的距离S，S＝|qe-qs|；
将整段运动分为加速区和减速区两部分，每个区的运动距离为
对于加速区，第一匀速段数目为其中ceil为向上取整符号，加速区匀速段起始速度为vs1，加速区匀速段结束速度为ve1，加速区匀速段间隔为step；
所有匀速段的第一速度向量[vs1,vs1+step,...,vs1+(n1-1)×step,ve1]，起点时速度为0，则第二速度向量为[0,vs1+0×step,vs1+1×step,...,vs1+(n1-1)×step,ve1],向量长度为n1+2；所述摩擦力识别精度自适应调整匀速段数目；
根据第二速度向量及加速度acc，计算得到每个小加速区间的时间ti及走过的距离si:



每个小加速区间走过的距离之和Sacc与匀速段持续时间T1为
Sacc＝∑si



对于减速区，减速区匀速段起始速度vs2:减速区匀速段结束速度ve2：减速区减速度为dec＝-acc，减速区匀速段间隔为-step，第二匀速段数目为其中ceil为向上取整符号,所有匀速段可构成第三速度向量[ve1,vs2,vs2-step,...,vs1-(n2-1)×step]，终点时速度为0，第四速度向量为[ve1,vs2,vs2-step,...,vs1-(n2-1)×step,0],向量长度为n2+2；
根据第四速度向量及减速度dec，计算得到每个小减速区间的时间ti及走过的距离si:



每个小减速区间走过的距离之和Sdec与匀速段持续时间T2为
Sdec＝∑si





3.根据权利要求1所述的识别摩擦力的机器人控制方法，其特征在于，所述预设时间为1ms。


4.根据权利要求1所述的识别摩擦力的机器人控制方法，其特征在于，所述根据所述关节电机位置和关节电机电流，计算关节摩擦力参数并输出具体：
通过关节减速机减速比获取估计关节位置；
对所述估计关节位置滤波后，进行微分获得估计关节速度和估计关节加速度；
根据预设加速度阈值，获得处于匀速段的速度及对应时刻的电流，电流值转化为关节力矩，通过stribeck摩擦力模型和非线性辨识方法拟合，获得关节摩擦力参数并输出。


5.一种识别摩擦力的机器人控制装置，其特征在于，所述装置包括：
参数获取模块，用于获取关节运动范围、关节速度范围、关节加速度范围和摩擦力识别精度；
轨迹规划模块，用于根据所述关节运动范围、...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎文博，钱作忠，罗欣，
申请(专利权)人：深圳众为兴技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44