CN110421547A 一种基于估计动力学模型的双臂机器人协同阻抗控制方法 （中南大学）

通合伙)43114一种基于估计动力学模型的双臂机器人协本发明公开一种基于估计动力学模型的双2S1：根据双臂机器人抓持的目标物体在笛卡S2：设定一个既不会让目标物体滑落，又不会的期望接触力，然后采集机械臂与目标物体之间的实际接触力并与期望接触力求偏差值，S3：利用机械臂逆运动学，将修正后的双臂末2.根据权利要求1中所述的一种基于估计动力学模型的双臂机器人协同阻抗控制方S101：首先为目标物体及双臂机器人建立坐标系y轴上的-L/2位置处，姿态为{OL}以右手定则绕自身x轴负方向旋转{OB}原点在S102：由步骤S101建立的坐标系，根据目标物3表示以右手定则绕x轴正方向旋转的旋转矩阵，分别为机械S103：由步骤S101所得的和yr,利用坐标变换运算以及得到两台机械臂末端相对于世界坐标系{O}的笛卡尔空间轨迹:r和:r,其中，表示目标物体坐标系{OL}相对于机械臂A和机械臂B的末端坐标系{OA}和3.根据权利要求1中所述的一种基于估计动力学模型的双臂机器人协同阻抗控制方4.根据权利要求1中所述的一种基于估计动力学模型的双臂机器人协同阻抗控制方5.根据权利要求1中所述的基于估计动力学模型的双臂机器人协同阻抗控制方法，其S201：利用罗德里格斯公式，首先将步骤位姿矩阵表示转换为期望轨迹位姿矢量表示方式R6表示矢量为6维矢tr转换为A4力组合为期望接触力设定为将Xd,Fd,Fe代入d∈R12×12为惯性矩阵，Bd∈R12×12为阻尼矩阵、Kd∈R12×12为刚度矩阵，X,,X,xieR"分别为双臂末端执行器的期望轨迹的位移、速度以及加速度矢量，6.根据权利要求5中所述的一种基于估计动力学模型的双臂机器人协同阻抗控制方S203：由于机械臂运动时各关节驱动力矩和机是由阻抗控制器修正后的双臂机器人末端笛卡尔空间的轨迹加速度控制7.根据权利要求6中所述的基于估计动力学模型的双臂机器人协同阻抗控制方法，其AB6节角加速度控制量j。8.根据权利要求1中所述的基于估计动力学模型的双臂机器人协同阻抗控制方法，其56大导致目标物体从机械臂末端滑落，或者不会因为受到过大的压力导致目标物体变形损自由度机械臂组成的双臂机器人系统中进行精确的动力学计算，显然会耗费大量的资源，7点在{OL}坐标系y轴的L/2位置处，姿态为{OL}以右手定则绕x轴正方向旋转用Rn表示矢物体时两台机械臂的末端坐标系相对于目标表示以右手定则绕x轴正方向旋转的旋转矩阵，分别为机械臂A和机械臂B的末端相对于目标物体坐标系{OL[0017]S103：由步骤S101所得的和利用坐标变换运算以及得到两台机械臂末端相对于世界坐标系{O}的笛卡尔空间轨迹:r和:r,其中，表示目标物体坐标系{OL}相对于机械臂A和机械臂B的末端坐标系{OA}和8齐次位姿矩阵表示转换为期望轨迹位姿矢量表示方式R6表示矢量为6际接触力组合为期望接触力设定为将Xd,Fd,[0027]其中，Md∈R12×12为惯性矩阵，Bd∈R12×12为阻尼矩阵、Kd∈R12×12为刚度矩阵，9分别为双臂末端执行器的期望轨迹的位移、速度以及加速度矢量，[0028]所述的一种基于估计动力学模型的双臂机器人协同阻抗控制方法，所述步骤S2[0029]S203：由于机械臂运动时各关节驱动力矩和机械臂末端笛卡尔轨迹的加速度有[0034]S302：由公式对两边求导得即其中，jeR"是双臂机器人12个关节运动的角速度，jeR"是双臂机器人12个关节运动的角加速度；各关节角加速度控制量j。力矩τ(t-L)以及在该控制力矩下各关节实际角加速度irsr得到结合了期望速度反馈和期臂协同阻抗控制器。这种方法既实现了双臂机器人搬运目标物体过程的位置和接触力控统为例，本实例所述的基于估计动力学模型的双臂机器人协同阻抗控制方法包括以下步[0056]S1：为目标物体设计一条如附图4(a)中蓝色虚线所示的笛卡尔空间圆形移动轨机械臂分别为机械臂A和机械臂B，如附图3，则双臂机器人运动学协调计算的具体步骤如{OA}原点在{OL}坐标系y轴上的-L/2位置处，姿态为{OL}以右手定则绕自身x轴负方向旋转物体时两台机械臂的末端坐标系相对于目标re"分别为机械臂A和机械臂B的末端相对于目标物体坐标系{OL[0062]S103：由步骤S101所得的和利用坐标变换运算以及得到两台机械臂末端相对于世界坐标系{O}的笛卡尔空间轨迹:r和:r.其中，表示目标物体坐标系{OL}相对于机械臂A和机械臂B的末端坐标系{OA}和齐次位姿矩阵表示转换为期望轨迹位姿矢量表示方式R6表示矢量为6tT转换为际接触力组合为R:=[F!FII'eR",期望接触力设定为将Xd,Fd,[0070]其中，Md∈R12×12为惯性矩阵，Bd∈R12×12为阻尼矩阵、Kd∈R12×12为刚度矩阵，X,,X,,xeR"分别为双臂末端执行器的期望轨迹的位移、速度以及加速度矢量，[0072]S203：由于机械臂运动时各关节驱动力矩和机械臂末端笛卡尔轨迹的加速度有[0077]S302：由公式X-J.i对两边求导得即其中，jeR"是双臂机器人12个关节运动的角速度，ieR"是双臂机器人12个关节运动的角加速度；各关节角加速度控制量j。力矩τ(t-L)以及在该控制力矩下各关节实际角加速度irr得到结合了期望速度反馈和期望