[发明专利]一种基于增量式动力学的负载辨识方法

说明书

一种基于增量式动力学的负载辨识方法，通过首先控制携带负载的机器人运行，采集各关节的参数运行值，所述各关节的参数运行值包括所述各关节的力矩运行值，计算各关节的力矩预测值，计算所述力矩运行值与所述力矩预测值之差作为所述负载产生的力矩，并根据负载产生力矩与负载惯性参数的预设关系，计算所述负载的负载惯性参数，从而根据采集的机器人的参数运行值对机器人负载的惯性参数进行辨识，而无需外加力传感器；不仅降低了运算成本，且提高了运算的效率，提供更准确的预测力矩，另外，在采集参数各关节的运行值时不需要机器人停机，可以实现在线采集，简单方便。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，尤其涉及一种基于增量式动力学的负载辨识方法。

背景技术

随着科技的发展，机器人技术也在不断的进步，工业机器人的应用领域也越来越广泛。在工业生产中，工业机器人广泛应用于搬运、焊接、喷漆、装配等领域。当工业机器人用于不同的负载时，由于机器人驱动装置的输出功率与负载不匹配，不可避免的要引起震动，导致机器人的自身磨损并造成操作误差，降低机器人作业的精确性与安全性。

在实际工作中，由于工具或负载的更换，其模型和参数也将改变，因此对机器人必须重新进行辨识。若仍进行包括机器人本体在内的全辨识，则需要消耗大量时间与精力，并且由于全辨识的工作范围大，机器人在加入未知负载后仍运行相同的激励轨迹，极易造成碰撞等意外情况的发生。因此需要针对未知负载进行辨识。

发明内容

本发明提供一种基于增量式动力学的负载辨识方法，旨在控制机器人运行一段的激励轨迹，并根据采集的机器人的参数运行值对机器人负载的惯性参数进行辨识。

本发明是这样实现的，一种基于增量式动力学的负载辨识方法，包括以下步骤：

1）控制携带负载的机器人运行，采集各关节的参数运行值，所述各关节的参数运行值包括所述各关节的力矩运行值；

2）计算各关节的力矩预测值；

3）计算所述力矩运行值与所述力矩预测值之差作为所述负载产生的力矩，并根据负载产生力矩与负载惯性参数的预设关系，计算所述负载的负载惯性参数。

优选的，：步骤1）中，首先在机器人控制其中输入动力学模块。

优选的，步骤2）中，首先根据预设的各关节的参数限制值生成所述机器人的激励轨迹，然后控制携带负载的所述机器人按照所述激励轨迹运行。

优选的，所述计算各关节的力矩预测值，具体包括：对所述各关节的参数运行值进行滤波处理；将滤波处理后的所述各关节的参数运行值代入所述机器人动力学模型，计算所述各关节的力矩预测值。

优选的，在所述根据各关节的参数限制值生成所述机器人的激励轨迹中，具体包括：将所述各关节的参数限制值代入遗传算法，生成所述机器人的最优激励轨迹。

优选的，计算所述各关节的力矩预测值之前，还包括：若判断出未预存所述机器人动力学模型，则对所述机器人进行全辨识以建立所述机器人动力学模型。

优选的，在所述根据各关节的参数限制值生成所述机器人的激励轨迹中，具体包括：将所述各关节的参数限制值代入遗传算法，生成所述机器人的最优激励轨迹。

优选的，所述各关节的参数限制值包括所述各关节的位置限制值、速度限制值以及加速度限制值。

优选的，所述采集各关节的力矩运行值具体为：通过机器人运行中的各个关节的角度，角速度变化量，求解出力矩运行值。