[发明专利]针对拖动示教的协作机器人摩擦力矩补偿方法

摘要

本发明公开了一种针对拖动示教的协作机器人摩擦力矩补偿方法，涉及协作机器人技术领域，本发明建立起机器人连杆重力矩和机器人关节摩擦力矩之间的数学联系，通过机器人连杆重力矩对应的关节电枢电流估算机器人关节摩擦力矩对应的关节电枢电流。本发明的优点在于：提出了一种简单可靠的摩擦力矩估计方法，跟系统辨识方法相比，此方法原理简单，成本低廉，使用这种方法，机器人关节摩擦力矩的补偿变得不再艰难，拖动外力比无摩擦力矩补偿时有了显著减小。

主权项

1.一种针对拖动示教的协作机器人摩擦力矩补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，针对多轴协作机器人，依次对需要进行摩擦力矩补偿的关节进行单独测试；在关节位置空间内等间隔选取多个测试角度，在关节速度空间内等间隔选取多个测试速度；步骤二，从最小的测试速度开始测试，每个测试速度关节在位置空间内往复转动一定次数，每次往复转动间隔一定时间；依照上述方法遍历关节速度空间内的所有测试速度，记录下关节位置、速度和电流数据；步骤三，选取每个测试速度的中间若干次往复运动的数据做处理，在每个测试角度，分别将顺时针转动和逆时针转动时的关节电枢电流数据取平均，得到每个测试角度顺时针转动和逆时针转动时的关节电枢电流值I_‑和I₊；步骤四，关节在匀速转动时所需要的电枢电流为其中I_g为补偿重力矩所需要的电枢电流，为补偿摩擦力矩所需要的电枢电流，I_f为正数；以逆时针方向为正，逆时针转动时所需要的电枢电流为I₊＝I_g+I_f，顺时针转动时所需要的电枢电流为I_‑＝I_g‑I_f。假设顺时针转动和逆时针转动时的摩擦力矩相同，则在特定关节角度下，I_f＝(I₊‑I_‑)/2，I_g＝(I₊+I_{_})/2；步骤五，在所测试的关节角度下，将机器人各连杆相对于各关节的重力矩G(q)建模并计算出结果；假设某一个关节电机转矩常数为K_t，该关节的减速比为n，那么重力矩对应的关节电枢电流I_g＝G(q)/(K_t·n)；步骤六，在特定测试速度下，以I_g为自变量,_f为因变量，用二次曲线进行拟合，得到两者之间的关系由于在不同测试速度下拟合得到的I_f和I_g二次曲线系数不同，故对不同测试速度下的系数进行拟合，得到