[发明专利]机器人负载识别方法及识别装置

说明书

本公开提供一种机器人负载识别方法，其包括：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。本公开还提供一种识别装置、电子设备及可读存储介质。

技术领域

本公开涉及机器人控制技术领域，特别涉及一种机器人负载识别方法、识别装置、电子设备及可读存储介质。

背景技术

在机器人实际作业过程中，其末端负载可能会发生变化，如果控制系统不及时对负载产生的重力矩和惯性力矩进行补偿，机器人运动精度会变差、动态性能将会降低，甚至在某些位姿下导致负载和连杆的谐振。因此快速准确识别负载动力学参数是实现机器人高精度控制的关键之一。

现有技术中一般通过在机器人末端安装多维力传感器感知其末端受力信息，操作机器人使其末端分别处于不同的位姿，并采集不同位姿下传感器的受力反馈信息，推断末端负载的质量质心参数。

但是，这种方法需要额外附加多维力传感器，由此导致了成本的增加，并需要间接通过雅各比矩阵计算将末端受力转换为各关节扭矩。

中国发明专利ZL201610967758.1公开了一种六轴机器人的负载辨识方法及模块，但是由于六轴机器人不存在零空间，相应地该方法在应用于七轴及以上自由度时，会使得负载发生运动，机器人在运行激励轨迹时容易发生危险。

发明内容

为了解决上述技术问题之一，本公开提供了一种机器人负载识别方法、识别装置、电子设备及可读存储介质。

根据本公开的一个方面，提供一种机器人负载识别方法，其包括：

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。

根据本公开至少一个实施方式的机器人负载识别方法，根据零空间运动激励轨迹获得负载惯性参数集。

根据本公开至少一个实施方式的机器人负载识别方法，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。

根据本公开至少一个实施方式的机器人负载识别方法，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。

根据本公开至少一个实施方式的机器人负载识别方法，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。

根据本公开至少一个实施方式的机器人负载识别方法，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：