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一种6R型工业机器人负载识别方法
发布日期:2014-11-26 17:17:00 浏览次数: 字体大小:
本发明公开了一种6R型工业机器人负载识别方法,首先锁定所有的关节以使6R型工业机器人的结构固定,然后对这种结构中的连杆进行分析,找出力和力矩对于各个连杆坐标系的平衡关系,最后为了保持机器人连杆系统的静态平衡,计算出需要对各关节依次施加多大的力矩,通过这种方法求出为了使末端执行器支承住某个负载所需的一组关节驱动力矩。识别未知负载时,分别在6R型工业机器人空载和附加有未知负载时,利用6R型工业机器人各个关节的伺服电机控制器得到6R型工业机器人的各个关节驱动力矩,进而计算出负载。本发明的优点为:不需要额外附加力和力矩传感器来测量机器人的关节力和关节驱动力矩,并无需预先知道机器人各个连杆的质量和质心等惯性参数。
【申请号】 | CN201310456167.4 | 【申请日】 | 2013-09-29 |
【公开号】 | CN103495977A | 【公开日】 | 2014-01-08 |
【申请人】 | 北京航空航天大学 | 【地址】 | 100191 北京市海淀区学院路37号 |
【发明人】 | 陈友东;谷平平;季旭东 | ||
【专利代理机构】 | 北京永创新实专利事务所 11121 | 【代理人】 | 周长琪 |
【国省代码】 | 11 | ||
【摘要】 | 本发明公开了一种6R型工业机器人负载识别方法,首先锁定所有的关节以使6R型工业机器人的结构固定,然后对这种结构中的连杆进行分析,找出力和力矩对于各个连杆坐标系的平衡关系,最后为了保持机器人连杆系统的静态平衡,计算出需要对各关节依次施加多大的力矩,通过这种方法求出为了使末端执行器支承住某个负载所需的一组关节驱动力矩。识别未知负载时,分别在6R型工业机器人空载和附加有未知负载时,利用6R型工业机器人各个关节的伺服电机控制器得到6R型工业机器人的各个关节驱动力矩,进而计算出负载。本发明的优点为:不需要额外附加力和力矩传感器来测量机器人的关节力和关节驱动力矩,并无需预先知道机器人各个连杆的质量和质心等惯性参数。 | ||
【主权项】 |
一种6R型工业机器人负载识别方法,其特征在于:通过下述步骤实现:步骤1:根据D?H方法,建立6R型工业机器人的连杆坐标系;6R型工业机器人是指全部关节为转动关节的6自由度工业机器人;6R型工业机器人可视为由连杆和关节组成。在6R型工业机器人的连杆中,将固定基座设为连杆0,然后由基座一侧到末端执行器一侧的各个可动连杆按照1、2、3、4、5、6的顺序依次编号,由基座一侧到末端执行器一侧的各个关节也按照1、2、3、4、5、6的顺序进行编号。为了描述每个连杆与相邻连杆之间的相对位置关系,需要在每个连杆上固定一个连杆坐标系,根据连杆坐标系所在的连杆的编号对连杆坐标系命名,因此固定在连杆i上的连杆坐标系为坐标系{i},坐标系{i}为Oi(xi,yi,zi),i=0、1、2、3、4、5、6;则根据D?H方法建立连杆坐标系的具体方法如下:A、找出各个关节的关节轴,以相邻两个关节轴i与i+1的交点,或关节轴i与i+1的公垂线与关节轴i的交点作为连杆坐标系{i}的原点Oi,i=1、2、3、4、5;连杆坐标系{i}的zi轴沿关节轴i的指向;当关节轴i与i+1的公垂线与关节轴i的交点作为连杆坐标系{i}的原点Oi时,连杆坐标系{i}的xi轴沿关节轴i与i+1公垂线的指向;当关节轴i与i+1的交点与关节轴i的交点作为连杆坐标系{i}的原点Oi时,连杆坐标系{i}的xi轴垂直于关节轴i与i+1所在的平面;连杆坐标系{i}的yi轴则可按照右手原则确定,使yi=zi×xi;而连杆6作为6R型工业机器人的末端连杆,连杆坐标系{6}的原点O6以及x6轴的方向可任意选取;连杆坐标系{6}的z6轴同样沿关节轴6的指向;连杆坐标系{6}的y6轴是按右手原则确定。B、建立固定于6R型工业机器人基座上的连杆坐标系{0};当6R型工业机器人中关节1的关节变量为0时,规定连杆坐标系{0}与连杆坐标系{1}重合;步骤2:获得6R型工业机器人中相邻连杆间连杆坐标系{i}相对于连杆坐标系{i?1}的齐次变换矩阵;连杆坐标系{i}相对于连杆坐标系{i?1}的变换,是由绕xi?1旋转αi?1角、再沿着旋转后坐标系的xi?1轴平移ai?1、再绕平移后的坐标系的Zi?1轴旋转θi角、最后再沿旋转后的坐标系的Zi?1轴平移di合成的,i=1、2、3、4、5、6;根据步骤1中建立的6R型工业机器人的连杆坐标系,得到6R型工业机器人中相邻连杆坐标系间的齐次变换矩阵为: |
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【页数】 | 15 | ||
【主分类号】 | B25J9/16 | ||
【专利分类号】 | B25J9/16;B25J13/00 |