【技术实现步骤摘要】
一种机器人与环境交互时接触力的辨识方法及辨识系统
[0001]本专利技术涉及机器人与环境交互时接触力的辨识方法及辨识系统。
技术介绍
[0002]随着自动化技术的发展，在机器人末端安装六维力传感器，以完成精确的力/力矩感知及控制已经越来越普遍。因为六维力传感器直接测量得到的力觉信息中包含：自身零点偏置、重力、噪声、惯性力等动态信息，且自身具有温度漂移特性，所以首先应该对六维力传感器进行负载重力补偿。通过末端负载重力补偿后，六维力传感器才能在实际应用中被用来感知机器人与环境交互时的接触力。但是，现有的多数基于六维力传感器测量技术仅考虑几个特殊位姿下末端负载重力补偿，使得在实际操作时需要注意六维力传感器的朝向，而且没有考虑不同位姿下实时力感知问题，导致现有方法在获取机器人与环境交互时的接触力时易用性较差、准确性较低。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的是为了解决现有方法在获取机器人与环境交互时的接触力时易用性较差、准确性较低的问题，而提出一种机器人与环境交互时接触力的辨识方法及辨识系统。
[000...
【技术保护点】
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种机器人与环境交互时接触力的辨识方法，其特征在于：所述方法具体过程为：步骤一、构建六维力传感器和机器人末端负载之间的关系；步骤二：计算六维力传感器的零点偏置值；步骤三：估计机器人末端负载的重力；步骤四：计算机器人末端负载在六维力传感器坐标系中的质心位置；步骤五：基于步骤一至步骤四计算机器人末端与环境交互力。2.根据权利要求1所述一种机器人与环境交互时接触力的辨识方法，其特征在于：所述步骤一中构建六维力传感器和机器人末端负载之间的关系；具体过程为：在机器人的基坐标系中，机器人末端负载的重力为G＝[0 0
ꢀ‑
mg]
T
，m为质量，g为重力加速度，T为求转置；机器人末端负载在六维力传感器坐标系中的质心位置为r
c
＝[x y z]
T
，r
c
＝[x y z]
T
在机器人基坐标系中的位置用r表示；所述x、y、z为负载质心在六维力传感器坐标系中的坐标位置；机器人末端负载在基坐标系中的重力矩M为式中，表示从机器人基坐标系到六维力传感器坐标系的变换矩阵；用M
s
＝[F
s T
s
]
T
＝[F
sx F
sy F
sz T
sx T
sy T
sz
]
T
表示六维力传感器的测量值，其中[F
s
]＝[F
sx F
sy F
sz
]
T
表示六维力传感器在轴方向测量得到的力，[T
s
]＝[T
sx T
sy T
sz
]
T
表示六维力传感器在轴方向测量得到的力矩；六维力传感器的测量值包含机器人末端负载的重力G在六维力传感器坐标系下的分量F
g
＝[F
gx F
gy F
gz
]
T
、重力矩在六维力传感器坐标系下的分量T
g
＝[T
gx T
gy T
gz
]
T
、六维力传感器的测量值的零点偏置值B
s
＝[F
b T
b
]＝[F
bx F
by F
bz T
bx T
by T
bz
]
T
、六维力传感器的噪声F
n
以及六维力传感器测得的机器人运动时在六维力传感器三轴方向动态信息F
d
；其中，F
gx
为机器人末端负载的重力G在六维力传感器坐标系中的x轴坐标系下的分量值，F
gy
为机器人末端负载的重力G在六维力传感器坐标系中的y轴坐标系下的分量值，F
gz
为机器人末端负载的重力G在六维力传感器坐标系中的z轴坐标系下的分量值，T
gx
为重力矩在六维力传感器坐标系中的x轴坐标系下的分量值，T
gy
为重力矩在六维力传感器坐标系中的y轴坐标系下的分量值，T
gz
为重力矩在六维力传感器坐标系中的z轴坐标系下的分量值；F
b
为F
s
的零点偏置值，T
b
为T
s
的零点偏置值，F
bx
为F
gx
的零点偏置值，F
by
为F
gy
的零点偏置值，F
bz
为F
gz
的零点偏置值，T
bx
为T
gx
的零点偏置值，T
by
为T
gy
的零点偏置值，T
bz
为T
gz
的零点偏置值；六维力传感器的测量值M
s
表达式如下：M
s
技术研发人员：高会军，安浩，林伟阳，尹子康，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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