[发明专利]一种基于关节力矩的机械臂拖动引导定位的方法

权利要求书

1.一种基于关节力矩的机械臂拖动引导定位的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1.对于不同类型的机械臂，选用合适的方法获得机械臂关节的力矩数据；

S2.确定末端工具的工作点，通过标定的方法，确定该工作点基于机械臂法兰的位置和姿态，以该工作点为原点建立工具坐标系；其中工具坐标系的定义为：将工具先安装到末端法兰上，再将末端工具的工作点以不同姿态移向一个空间中的参考点，重复四次，即可计算出工作点在法兰坐标系里的位置，工作点坐标系的姿态可以通过两点法，将自定义的某个轴上的一个点和另一个该轴所在平面上的点示教给机械臂，即可定义了工作点坐标系的姿态，至此，工作点坐标系的定义完成，以下将所有的工作点坐标系统称为工具坐标系；

S3.对机械臂建立动力学模型，使用参数辨识的方法对步骤S1中获得的关节力矩数据进行解耦，分离出施加在工具坐标系上外力导致的关节力矩，再根据关节外力矩计算出工具坐标系上的外力和外力矩；

S4.使用低通FIR滤波器对步骤S3中计算得到的外力和外力矩做滤波处理；

S5.运用速度控制器，将步骤S4中得到的滤波后的力和力矩作为控制器的输入，输出基于工具坐标系的期望速度，该控制器可以实现机械臂工作空间内的自由拖动，也可通过设置限制条件，让末端工具可以沿着一定轨迹或在定义的范围内拖动；

S6.将工具坐标系的目标速度，转化为机械臂关节坐标系的控制指令，直接驱动机械臂的运动。

2.根据权利要求1所述的一种基于关节力矩的机械臂拖动引导定位的方法，其特征在于，所述步骤S1中机械臂关节的力矩数据的获得方式包括电机电流估计、关节扭转幅度估计以及应变计测量。