一种基于力反馈的复杂曲面机器人贴合方法技术

本发明专利技术公开一种基于力反馈的复杂曲面机器人贴合方法，属于机器人控制技术领域，将获得若干个曲面关键点作为贝兹曲线拟合的控制顶点，通过轨迹规划算法初步拟合出机器人运动参考轨迹；通过建立的阻抗模型求得位置修正量，并与机器人上一时刻的实际位置叠加，求得机器人当前位置。本发明专利技术科学合理，采用轨迹规划算法初步拟合出机器人参考轨迹，有利于减小机器人位置修正量，使得机器人运动更加平稳；本发明专利技术还通过实时读取真实接触力数据，对机器人位置修正量进行求解，力传感器反馈数据以及下发指令实时性高，保证了贴合的有效性，提高了机器人运动过程的安全性，有效避免接触力过大而导致机器人及曲面受到损伤。大而导致机器人及曲面受到损伤。大而导致机器人及曲面受到损伤。

【技术实现步骤摘要】
一种基于力反馈的复杂曲面机器人贴合方法


[0001]本专利技术涉及机器人控制
，具体是一种基于力反馈的复杂曲面机器人贴合方法。

技术介绍

[0002]目前机器人应用于工业、医疗行业，如机器人打磨、机器人B超系统，机器人面向的贴合面均为复杂曲面。机器人力控技术是保证贴合有效性以及安全性的前提，传统的PID控制不能使机器人表现出一定的柔性，无法保证复杂曲面贴合的有效性；力/位混合控制能够实现对每个轴的力控与位控，但方法复杂。在力反馈方面，现阶段大部分机器人不能反馈力信息，目前在机器人末端加装力传感器是广泛应用的一种方法，通过力传感器实时反馈接触力，但其测量精度未得到验证。所以，人们需要一种基于力反馈的复杂曲面机器人贴合方法来解决上述问题。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：本专利技术目的在于针对现有技术，提供一种基于力反馈的复杂曲面机器人贴合方法解决机器人对于复杂曲面无法有效贴合的问题。
[0004]技术方案：本专利技术所述一种基于力反馈的复杂曲面机器人贴合方法，用于拟合机器人运动的参考轨迹，包括以下步骤：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于力反馈的复杂曲面机器人贴合方法，用于拟合机器人运动的参考轨迹，其特征在于，包括以下步骤：S10、基于机器人对复杂曲面的实际贴合轨迹需求，通过示教手动获得若干个曲面关键点；S20、将各曲面关键点作为贝兹曲线拟合的控制顶点，通过轨迹规划算法初步拟合出机器人运动参考轨迹；S30、基于机器人与复杂曲面的贴合效果，根据经验给出期望力；S40、建立阻抗模型并设定参数数值，需设定的参数包括惯性参数、刚度参数、阻尼参数；S50、通过安装在机器人上的传感器实时反馈当前时刻接触力数据；将当前时刻接触力数据同机器人当前速度、当前加速度代入建立的阻抗模型，求得位置修正量；将位置修正量与机器人上一时刻的实际位置叠加，求得机器人当前位置并对机器人下发指令；S60、重复步骤S40、S50直至机器人运动至最后一个曲面关键点，停止下发运动指令，机器人完成整个曲面贴合过程，运动结束。2.根据权利要求1所述的一种基于力反馈的复杂曲面机器人贴合方法，其特征在于，所述S20中，轨迹规划算法具体步骤如下：S2001、选取n+1个控制顶点，将各控制顶点代入n次贝兹曲线公式：其中，P
i
为控制顶点，为伯恩斯坦基函数，n为贝兹曲线次数，i为控制顶点的下表索引；S2002、将n次贝兹曲线公式如下递归表达：其中，为n次曲线上的点，t为比例系数，为由控制顶点递推出的点；S2003、将各控制顶点代入贝兹曲线的递推表达式，初步拟合机器人运动参考轨迹；贝兹曲线的递推表达式如下：其中，为k次贝兹曲线上、第i段曲线上的点，t为比例系数。3.根据权利要求1所述的一种基于力反馈的复杂曲面机器人贴合方法，其特征在于，所述S50中，阻抗模型如下：其中，M为惯性系数，B为阻尼系数，K为刚度系数；为实际加速度，为参考轨迹加速度；为实际速度，为参考轨迹速度；X为实际轨迹，X
r
为参考轨迹；F为实际接触力，F
r
为期
...

【专利技术属性】
技术研发人员：段晋军，刘洲池，戴振东，刘正权，宾一鸣，李炳锐，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：