[发明专利]机器人负载识别方法及识别装置

权利要求书

1.一种机器人负载识别方法，其特征在于，包括：

根据机器人的结构获得机器人的动力学模型；

生成零空间运动激励轨迹；

根据机器人的动力学模型以及机器人零空间运动激励轨迹获得机器人本体运动所需扭矩理论值；

机器人加装负载后，操作机器人运行零空间运动激励轨迹，并实时采集各关节的实际扭矩值；以及

根据机器人本体运动所需扭矩理论值以及各关节的实际扭矩值获得机器人的负载的惯性参数集。

2.如权利要求1所述的机器人负载识别方法，其特征在于，根据零空间运动激励轨迹获得负载惯性参数集。

3.如权利要求1所述的机器人负载识别方法，其特征在于，所述关节包括扭矩传感器，所述扭矩传感器用于检测所述关节驱动连杆的实际扭矩值。

4.如权利要求1所述的机器人负载识别方法，其特征在于，生成零空间运动激励轨迹包括：

根据机器人的结构参数获得机器人的零空间投影矩阵；

根据机器人的零空间投影矩阵获得机器人的零空间运动方向；

通过对零空间运动速度进行规划，得到零空间运动轨迹数据；

将与该零空间运动轨迹数据相关的回归矩阵的特性作为目标函数，对零空间运动轨迹数据进行优化；以及

通过该零空间运动轨迹数据的优化值得到零空间运动激励轨迹。

5.如权利要求1所述的机器人负载识别方法，其特征在于，根据机器人本体运动所需扭矩理论值以及各关节实际扭矩值获得扭矩差值；以及根据扭矩差值以及关于零空间运动激励轨迹的动力学模型获得负载的惯性参数集。

6.如权利要求5所述的机器人负载识别方法，其特征在于，根据扭矩差值以及关于零空间运动激励轨迹的动力学模型获得负载的惯性参数集包括：

其中，为负载关于零空间运动激励轨迹的动力学模型，φload为负载的惯性参数集；τ^load为驱动负载运动所需要的扭矩；τ^link为驱动连杆本身运动所需要的扭矩；τ^sensor为扭矩传感器的读数值；

可选地，按照预设的采样周期，获得K组负载关于零空间运动激励轨迹的动力学模型，以及K组扭矩差值，并使得：

根据最小二乘法获得负载的惯性参数集合。

7.一种机器人负载识别装置，其特征在于，包括：

动力学模型获取模块，所述动力学模型获取模块用于根据机器人的结构获得机器人的动力学模型；

激励轨迹生成模块，所述激励轨迹生成模块用于生成零空间运动激励轨迹；

连杆扭矩计算模块，所述连杆扭矩计算模块用于根据机器人的动力学模型以及机器人零空间运动激励轨迹获得机器人本体运动所需扭矩理论值；

负载扭矩获取模块，当机器人加装负载后，操作机器人运行零空间运动激励轨迹，并通过负载扭矩获取模块实时采集各关节的实际扭矩值；以及

负载识别模块，所述负载识别模块用于根据机器人本体运动所需扭矩理论值以及各关节的实际扭矩值获得机器人的负载的惯性参数集。