动基座机械臂末端负载质量在线估计方法技术

本发明专利技术公开了一种动基座机械臂末端负载质量在线估计方法，属于机器人控制技术领域。本发明专利技术的方法包括：对负载质量的估计值进行处理获得六维虚拟广义力、采集躯干六维位姿反馈信号进行处理获得躯干实际受力、推力与躯干实际受力进行比对、采用负载质量自适应迭代速度滑模控制模型对当前负载质量的估计值进行处理获取新的负载质量的估计值，直至躯干实际受力与推力相等。本发明专利技术提供的动基座机械臂末端负载质量在线估计方法，能够基于当前参数所构造并施加的动基座推力与躯干实际推力预测值对手臂末端负载进行实时估计，以调整控制器模型参数，改善系统控制性能。改善系统控制性能。改善系统控制性能。

【技术实现步骤摘要】
动基座机械臂末端负载质量在线估计方法


[0001]本专利技术涉及一种动基座机械臂末端负载质量在线估计方法，属于机器人控制


技术介绍

[0002]随着工业4.0时代的开启，机器人产业的蓬勃发展为经济社会发展注入强劲动能，正极大改变着人类生产与生活方式。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》指出，服务机器人、特种机器人在仓储物流、教育娱乐、清洁服务等领域将实现规模应用。而移动机械臂机器人与工业机械臂相比具有运动范围广、作业空间灵活的优势，成为下一代机器人发展的着力点。同时，作业空间复杂、作业任务多样化对机器人的控制提出了挑战。移动机械臂作业时，机械臂与外部环境的交互力为机器人控制器构造的重要输入项，应根据交互力的大小规划动基座的运动，实现作业机器人的稳定控制。因此，如何获取交互力的精确值成为移动机械臂控制的关键问题。
[0003]对于工业机械臂的末端力估计研究较多，最直观的方法是在末端安装力传感器进行交互力测量，但该方法具有局限性：第一，满足精度与可靠度要求的传感器成本过高；第二，力传感器的安本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动基座机械臂末端负载质量在线估计方法，其特征是，包括以下步骤：S1.获取初始数值作为负载质量的估计值；S2.根据动基座推力控制模型对负载质量的估计值进行处理，获得六维虚拟广义力；S3.实施推力进行相应动作，所述推力等于六维虚拟广义力；S4.采集躯干六维位姿反馈信号；S5.基于躯干受力估计模型对躯干六维位姿反馈信号进行处理，获得躯干实际受力；S6.记录本次执行的推力为反馈受力；将反馈受力与躯干实际受力进行比对，获得反馈受力与躯干实际受力的比对关系：S7.根据反馈受力与躯干实际受力的比对关系对负载质量的估计值进行处理：当躯干实际受力与反馈受力相等时，当前负载质量的估计值即为负载质量的实际值；当躯干实际受力值小于或大于反馈受力时，采用负载质量自适应迭代速度滑模控制模型对当前负载质量的估计值进行处理，获取新的负载质量的估计值，继续执行S2
‑
S7，直至躯干实际受力与反馈受力相等。2.如权利要求1所述的动基座机械臂末端负载质量在线估计方法，其特征是，步骤S2中所述动基座推力控制模型为：其中，W
d
为六维虚拟广义力，K
p
为正定的比例增益矩阵，K
d
为正定的微分增益矩阵，P
d
为躯干的期望位姿，为躯干的期望速度，P
b
为躯干的实际位姿，为躯干的实际速度，G
b
为躯干重力矩阵，J
a
为机械臂
‑
躯干交互力向躯干质心映射的力雅克比矩阵，为末端负载质量的估计值对于机械臂
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躯干交互力的线性回归解析式，为机械臂杆件质量对于机械臂
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躯干交互力的线性回归解析式，q、分别为机械臂的空间位置、速度与加速度，为负载质量的估计值，m
a
为机械臂杆件质量。3.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛亚先，阮久宏，范永，李贻斌，李彬，
申请(专利权)人：山东交通学院，
类型：发明
国别省市：