机器人负载转动惯量的标定方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种机器人负载转动惯量的标定方法、装置及存储介质，所述方法包括：获取负载的重量和质心信息；生成机器人的标定轨迹，所述标定轨迹根据机器人的工具中心点以转动参数绕负载质心转动生成，所述机器人可获取所述转动参数；控制机器人根据标定轨迹运动，采集机器人运动过程中的实际轨迹数据和机器人末端的传感器数据；根据机器人的实际轨迹数据和机器人末端的传感器数据计算机器人的负载转动惯量。本申请能够自动的对负载转动惯量进行标定，可提升机器人的运动控制性能和精度，亦可用于搭建基于机械臂的测量平台来测量任意形状物体的转动惯量。意形状物体的转动惯量。意形状物体的转动惯量。

【技术实现步骤摘要】
机器人负载转动惯量的标定方法、装置及存储介质


[0001]本专利技术涉及机器人
，特别是涉及一种机器人负载转动惯量的标定方法、装置及存储介质。

技术介绍

[0002]随着技术的进步和自动化的需求攀升，机器人已经在例如汽车零部件、金属加工、食品、医药等多个领域得到广泛应用。针对不同的应用场景，机器人末端可以安装不同的工具以执行相应工作。机器人末端的工具，作为机器人的负载又作为机器人本体的一部分，其重量、重心、转动惯量对机器人本体的性能，例如关节力矩输出，有较大的影响，且对于负载重量较大的情况下，对机器人运行的影响更为明显。因此，在机器人安装负载的场景下，需要确定负载的重量、质心、转动惯量等参数，以提升机器人的工作性能。
[0003]机器人能够处理各种场景的工作，因此，也具有各种各样的外形，其外形通常为不规则的形状，获取其转动惯量也较为不易。目前，很多机器人在进行机器人运动控制时不考虑负载的转动惯量，但是，对于负载较大的场景下，会较为明显的影响机器人的工作性能，不利于实现精确控制；个别机器人厂商，提供了用户输出转动惯量的方式，但是转动惯量的测定需要用户经过复杂的操作，或者需要专门的仪器，实现复杂，且测量过程一般需要二次装卡，容易造成测量不精准，用户很难输入准确的负载转动惯量，因此也难以保证机器人的工作性能，同时测量过程也增加了机器人的使用成本。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种机器人负载转动惯量的标定方法、装置及存储介质，以解决现有技术中难以自动测试机器人负载转动惯量，以及测量精度低的问题，通过自动、准确的测量机器人负载转动惯量，机器人根据负载转动惯量执行运动规划和控制，以提升机器人工作性能。
[0005]为实现上述目标，本申请可采用如下技术方案：一种机器人负载转动惯量的标定方法，所述机器人被配置为根据负载转动惯量进行运动控制，机器人的末端可连接负载以执行工作任务，所述标定方法包括：S1、获取负载的重量和质心信息；S2、生成机器人的标定轨迹，所述标定轨迹根据机器人的工具中心点以转动参数绕负载质心转动生成，所述机器人可获取所述转动参数；S3、控制机器人根据标定轨迹运动，采集机器人运动过程中的实际轨迹数据和机器人末端的传感器数据；S4、根据机器人的实际轨迹数据和机器人末端的传感器数据计算机器人的负载转动惯量。
[0006]进一步的，所述S3控制机器人根据标定轨迹运动前还包括：S21、对机器人的标定轨迹做碰撞检测，判断负载和机器人的本体是否会发生碰撞，以及，判断机器人本体自身是否会发生碰撞，若判断为均不会发生碰撞，记录标定轨迹的起始位置，执行S3。
[0007]进一步的，所述标定方法包括：若判断为至少其一可能会发生碰撞，改变机器人标定轨迹的起始位置，再次执行S2。
[0008]进一步的，所述S21对机器人的标定轨迹做碰撞检测，判断负载和机器人的本体是否会发生碰撞包括：S211、将负载形状近似为标准几何体，获取标准几何体的体积数据，以使得所述负载被限定在所述标准几何体的内部；S212、对标定轨迹按照插补轨迹进行采样，对每个插补点进行标准几何体与机器人本体的碰撞检测，检测到至少存在一个插补点会发生碰撞时判断为负载和机器人本体间会发生碰撞。
[0009]进一步的，所述标定轨迹为周期性的关于时间轴对称的轨迹，所述转动参数包括转动幅值和转动速度。
[0010]进一步的，所述S4根据机器人的实际轨迹数据和机器人末端的传感器数据计算机器人的负载转动惯量前还包括：S31、对所述传感器数据进行去偏置处理，以使得处理后的传感器数据相对于时间轴对称分布。
[0011]进一步的，所述S4根据机器人的实际轨迹数据和机器人末端的传感器数据计算机器人的负载转动惯量前还包括：S32、对所述标定轨迹和传感器数据进行无相移的滤波处理。
[0012]进一步的，所述机器人的末端包括六维力传感器，所述传感器数据为六维力传感器数据。
[0013]本申请还可采用如下技术方案：一种机器人负载转动惯量的标定装置，机器人的末端可连接负载以执行工作任务，所述标定装置包括：获取模块，用于获取负载的重量和质心信息；生成模块，用于生成机器人的标定轨迹，所述标定轨迹根据机器人的工具中心点以转动参数绕负载质心转动生成，所述机器人可获取所述转动参数；采集模块，用于控制机器人根据标定轨迹运动，采集机器人运动过程中的实际轨迹数据和机器人末端的传感器数据；计算模块，用于根据机器人的实际轨迹数据和机器人末端的传感器数据计算机器人的负载转动惯量。
[0014]本申请还可采用如下技术方案：一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现前文中任一项所述的机器人负载转动惯量的标定方法。
[0015]与现有技术相比，本申请具体实施方式的有益效果在于：根据机器人标定轨迹和末端传感器数据计算负载转动惯量，机器人可以自动实现负载转动惯量的标定，无需使用额外的工具，操作易于实现且相对于不能准确确定负载转动惯量的机器人而言，运动控制的性能得到提升；通过设计标定轨迹为周期性的相对于时间轴对称的轨迹，同时辅以滤波和去偏置处理，能够有效去除实际轨迹数据和传感器数据的噪音，保证负载转动惯量的精度。
附图说明
[0016]图1是本专利技术一个实施例的标定方法的示意图
[0017]图2是本专利技术一个实施例的标定方法的流程示意图
[0018]图3是本专利技术一个实施例的标定装置的框图
具体实施方式
[0019]为使本专利技术的技术方案更加清楚明了，下面将结合附图来描述本专利技术的实施例。
应当理解的是，对实施方式的具体说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本专利技术，而不是用于穷举本专利技术的所有可行方式，更不是用于限制本专利技术的具体实施范围。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本专利技术保护的范围。
[0020]需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“水平”、“顶”、“底”、“竖直”、“水平”、“竖向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述或简化描述本专利技术，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造、安装及操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0021]本专利技术保护一种负载转动惯量的标定方法，机器人末端可以连接负载以执行工作任务，执行不同的工作任务时，往往需要为机器人配备不同类型的负载，机器人的负载会对机器人的运行控制存在影响，当负载的重量较大时，影响较为明显，机器人被配置为根据负载转动惯量进行运动控制，优选的，所述机器人为机械臂类型的机器人，具体的，参图1
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图2，所述标定方法包括：
[0022]S1、获取负载的重量和质心信息；
[0023]具体的，机器人负载的重量和质心有多种获取方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人负载转动惯量的标定方法，其特征在于，所述机器人被配置为根据负载转动惯量进行运动控制，机器人的末端可连接负载以执行工作任务，所述标定方法包括：S1、获取负载的重量和质心信息；S2、生成机器人的标定轨迹，所述标定轨迹根据机器人的工具中心点以转动参数绕负载质心转动生成，所述机器人可获取所述转动参数；S3、控制机器人根据标定轨迹运动，采集机器人运动过程中的实际轨迹数据和机器人末端的传感器数据；S4、根据机器人的实际轨迹数据和机器人末端的传感器数据计算机器人的负载转动惯量。2.根据权利要求1所述的标定方法，其特征在于，所述S3控制机器人根据标定轨迹运动前还包括：S21、对机器人的标定轨迹做碰撞检测，判断负载和机器人的本体是否会发生碰撞，以及，判断机器人本体自身是否会发生碰撞，若判断为均不会发生碰撞，记录标定轨迹的起始位置，执行S3。3.根据权利要求2所述的标定方法，其特征在于，所述标定方法包括：若判断为至少其一可能会发生碰撞，改变机器人标定轨迹的起始位置，再次执行S2。4.根据权利要求2所述的标定方法，其特征在于，所述S21对机器人的标定轨迹做碰撞检测，判断负载和机器人的本体是否会发生碰撞包括：S211、将负载形状近似为标准几何体，获取标准几何体的体积数据，以使得所述负载被限定在所述标准几何体的内部；S212、对标定轨迹按照插补轨迹进行采样，对每个插补点进行标准几何体与机器人本体的碰撞检测，检测到至少存在一个插补点会发生碰撞时，判断为负载和机器人本体间会发生碰撞。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢胜文，王珂，
申请(专利权)人：苏州艾利特机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：