CN116423522B 一种摩擦力自适应补偿的机器人拖动示教零力控制方法 （浙江工业大学）

KR1020220052697A,20一种摩擦力自适应补偿的机器人拖动示教本发明公开了一种摩擦力自适应补偿的机关节在不同速度等级匀速运动时的力矩反馈值对启动时需要施加较大拖动力矩的问题进行优2步骤2、采集关节在不同速度等级匀速运动时的力矩反馈值进行关节摩擦力的拟合计步骤301、构建梯形双向交变方法中梯形辅助启动力矩在一个周期内包括正向匀加力2.如权利要求1所述的摩擦力自适应补偿的机器人拖动示教零力控制方法，其特征在3.如权利要求1所述的摩擦力自适应补偿的机器人拖动示教零力控制方法，其特征在34.如权利要求1所述的摩擦力自适应补偿的机器人拖动示教零力控制方法，其特征在计算不同速度等级的力矩反馈值的平均值与关节电机的最大力矩的比值百分比作为基于速度等级与摩擦力矩百分比的拟合关系，将摩擦力矩百分比作双侧转矩百分比的拟合关系中速度等级对应的转矩百分比下的转矩值作为机器人运动时5.如权利要求1所述的摩擦力自适应补偿的机器人拖动示教零力控制方法，其特征在摩擦力矩，_fpeak为负向峰值保持阶段的辅助启动力矩，_fsta_max为负向关节最大静摩擦力46.如权利要求1所述的摩擦力自适应补偿的机器人拖动示教零力控制方法，其特征在7.如权利要求1所述的摩擦力自适应补偿的机器人拖动示教零力控制方法，其特征在当机器人进入拖动示教且速度为0时，机器人拖动示教零力控制的输出力矩为所述梯制的输出力矩，否则读取步骤202得到的摩擦力矩补偿值作为机器人拖动示教零力控制的8.如权利要求1或7所述的摩擦力自适应补偿的56器人示教是影响机器人工作效率的关键，是机器人领域研究和应用的主要难点问题之一。[0005]本发明的目的在于提供一种摩擦力自适应补偿的机器人[0009]步骤2、采集关节在不同速度等级匀速运动时的力矩反馈值进行关节摩擦力的拟7[0013]步骤301、构建梯形双向交变方法中梯形辅助启动力矩在一个周期内包括正向匀8[0037]计算不同速度等级的力矩反馈值的平均值与关节电机的最大力矩的比值百分比级与双侧转矩百分比的拟合关系中速度等级对应的转矩百分比下的转矩值作为机器人运9辅助启动力矩，T为一个周期的总时间，Tu为正向峰值保持阶段或负向峰值保持阶段的时[0049]当机器人进入拖动示教且速度为0时，机器人拖动示教零力控制的输出力矩为所力控制的输出力矩，否则读取机器人关节步骤202得到的摩擦力矩补偿值作为机器人拖动[0054]式中，τout_tor表示关节力矩限制下得到的机器人拖动示教零力控制的输出力矩，[0057]式中，τout_vel表示关节速度限制下得到的机器人拖动示教零力控制的输出力矩，了一种摩擦力自适应补偿的机器人拖动示教零力控制方法，应用于SCARA机器人的拖动示用低算力芯片例如嵌入式单片机设备STM32等作为SCARA机器人控制器的低算力场景下也[0059]图1为本发明的一种摩擦力自适应补偿的机器人拖动示教零力控制方法的流程[0070]由于SCARA机器人的第三、四关节是在第二关节的末端基础上进行上下位移和姿实施例提出的摩擦力自适应补偿的机器人拖动示教零力控制方法进行忽略不计，因此对于SCARA机器人的零力控制来说辨识不同运动状态下的关节摩擦力并对[0072]如图1所示，本实施例提供一种摩擦力自适应补偿的机器人拖动示教零力控制方[0074]常见的摩擦力模型有很多种，例如Stribeck摩擦模型和LuGre摩擦模型为相对复认为关节并没有运动，σ可以根据具体机械参数和使用工况结合计算精度取值，例如σ=[0079]库仑粘性摩擦力模型适合于SCARA机器人且在计算上相对简单，适合应用于低算[0080]步骤2、采集关节在不同速度等级匀速运动时的力矩反馈值进行关节摩擦力的拟于不同速度等级的平均值进行最小二乘法线性拟合，得到机器人运动时的摩擦力矩补偿度等级与双侧摩擦力矩百分比的拟合关系，由于电机需要提供转矩来消除摩擦力矩的影双侧速度等级与双侧转矩百分比的拟合关系中速度等级对应的转矩百分比下的转矩值作[0103]步骤3、针对启动时静摩擦力大的问题，采用梯形双向交变方法构建启动力矩补[0104]在得到运动后的摩擦力矩补偿值后，便可以对拖动示教但是启动时的静摩擦力矩需要进行处理。静止状态下的关节静摩擦力矩与拖动力矩有关，任何力矩，那么当人手拖动时需要施加大于等于最大静摩擦力矩的拖动力矩才可以使得SCARA机器人的关节开始运动，此时需要施加的正反方向的启动拖动力矩为fsta_max和一持阶段的时长为Tu，负向峰值保持阶段的时长也为Tu)正向匀加和负向匀减阶段时长为Ta[0114]设关节电机输出的梯形[0117]提供的梯形辅助启动力矩为τstart可以在极短的周期时长内进行辅助启动力矩方[0128]当机器人进入拖动示教且速度为0时，机器人拖动示教零力控制的输出力矩为所力控制的输出力矩，否则读取机器人关节步骤202得到的摩擦力矩补偿值作为机器人拖动[