[发明专利]机器人的关节力矩的确定方法及装置、电子设备

说明书

本申请公开了一种机器人的关节力矩的确定方法及装置、电子设备。其中，该方法包括：获取目标机器人各个关节处的柔性参数，并基于该柔性参数构建柔性机器人模型；控制所述柔性机器人模型按照预设轨迹运动；采集所述柔性机器人模型在运动过程中各个关节所需的力矩，并基于采集到的力矩确定所述目标机器人的第一目标力矩。本申请解决了相关技术中目前的机器人生产过程中存在的关节力矩的设计理论值和实际值偏差较大的技术问题。

技术领域

本申请涉及机器人控制技术领域，具体而言，涉及一种机器人的关节力矩的确定方法及装置、电子设备。

背景技术

在相关技术中，目前大多数工业机器人的传动方式都为电机加齿轮(或同步带)加减速机的传动结构，由于电机、齿轮(同步带)、减速机都具有一定程度的柔性，机器人在运动过程中，加减速、连杆自重以及负载的变化都会使机器人关节产生弹性变形，进而影响机器人关节驱动力。在机器人本体结构设计阶段，一个关键任务是电机减速机的匹配选型和零部件的强度校核，而电机减速机的匹配选型的相关计算和零部件的强度校核的核心依据就是机器人的关节力矩，因此机器人关节力矩值的准确性对于机器人的研发设计是至关重要的。

然而，目前在设计阶段计算机器人关节力矩都是把零部件当作刚体进行计算，这种计算方法在计算静态关节力矩的时候是比较接近真实值的，但是计算机器人动态运行过程中，特别是运行轨迹速度高，加减速明显的工况，其计算值和实际值相差甚大，具体体现在计算值，和用伺服软件提取出来的关节力矩值比较偏差较大，不能十分有效的指导机器人的生产过程。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请实施例提供了一种机器人的关节力矩的确定方法及装置、电子设备，以至少解决相关技术中目前的机器人生产过程中存在的关节力矩的设计理论值和实际值偏差较大的技术问题。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种机器人种机器人的关节力矩的确定方法，包括：获取目标机器人各个关节处的柔性参数，并基于该柔性参数构建柔性机器人模型；控制所述柔性机器人模型按照预设轨迹运动；采集所述柔性机器人模型在运动过程中各个关节所需的力矩，并基于采集到的力矩确定所述目标机器人的第一目标力矩。

可选地，在构建柔性机器人模型之前，所述确定方法还包括：获取所述目标机器人中多个传动部件的刚度值，其中，所述多个传动部件包括：电机、齿轮以及减速机；基于所述多个传动部件的刚度值，计算所述目标机器人各个关节的刚度值总和；基于所述刚度值总和，确定构建所述柔性机器人模型的刚度系数。

可选地，基于该柔性参数构建柔性机器人模型包括：获取所述各个关节的相对转角，其中，所述相对转角指示所述目标机器人的至少两个零部件在预设方向上的转角值；至少基于所述刚度系数、角度转换函数和各个关节的相对转角，确定各个关节的实时扭矩值；基于所述各个关节的实时扭矩值，构建所述柔性机器人模型。

可选地，所述目标机器人各个关节为柔性关节，所述目标机器人的各传动链上的零部件之间串联连接有所述柔性关节。

可选地，获取目标机器人各个关节处的柔性参数，包括：将所述柔性关节简化为扭转弹簧；获取所述扭转弹簧的刚度系数和阻尼系数；基于所述扭转弹簧的刚度系数和阻尼系数确定所述柔性参数。

可选地，所述确定方法还包括：构建刚性机器人模型，其中，所述刚性机器人模型为基于所述目标机器人关节处进行刚性连接时的刚性参数；控制所述刚性机器人模型沿着所述预设轨迹运行，并采集所述刚性机器人模型各个关节所需的第二目标力矩；对比展示所述第一目标力矩和第二目标力矩。

可选地，上述方法还包括：确定所述第一目标力矩和第二目标力矩的差异；在所述差异小于预设阈值时，生成告警信息。