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[發(fā)明專利]基于降維解析的傳感器載荷外力測(cè)量中的重力補(bǔ)償方法在審

專利信息
申請(qǐng)?zhí)枺?/td> 201810097127.8 申請(qǐng)日: 2018-01-31
公開(公告)號(hào): CN108284456A 公開(公告)日: 2018-07-17
發(fā)明(設(shè)計(jì))人: 侯珍秀;王天嘯;楊也;程楓;胡佳樂;陳永坤 申請(qǐng)(專利權(quán))人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
主分類號(hào): B25J19/00 分類號(hào): B25J19/00;B25J19/02
代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109 代理人: 岳泉清
地址: 150001 黑龍*** 國(guó)省代碼: 黑龍江;23
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摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 六維力傳感器 機(jī)器人 傳感器測(cè)力 機(jī)械手 外力測(cè)量 載荷重力 重力補(bǔ)償 傳感器 降維 解析 傳感器測(cè)量 重心 力矩關(guān)系 重力方向 大誤差 校正 平行
【權(quán)利要求書】:

1.基于降維解析的傳感器載荷外力測(cè)量中的重力補(bǔ)償方法,其特征在于,包括以下步驟:

步驟1、在機(jī)器人的機(jī)械手初始位置,六維力傳感器測(cè)得六維力傳感器坐標(biāo)系下的力與力矩:Fx0、Fy0、Fz0、Mx0、My0、Mz0

Fx0、Fy0、Fz0分別為初始位置對(duì)應(yīng)測(cè)得的力在六維力傳感器坐標(biāo)系x軸、y軸、z軸的分量;Mx0、My0、Mz0分別為初始位置對(duì)應(yīng)測(cè)得的力矩在六維力傳感器坐標(biāo)系x軸、y軸、z軸的分量;

步驟2、調(diào)整機(jī)器人的機(jī)械手的位置,使得六維力傳感器坐標(biāo)系的y軸與重力方向平行且反向;六維力傳感器測(cè)得六維力傳感器坐標(biāo)系下的力與力矩:Fx00、Fy00、Fz00、Mx00、My00、Mz00;此時(shí),F(xiàn)x00=Fz00=0,F(xiàn)y00=-G,My00=0;

Fx00、Fy00、Fz00分別為六維力傳感器坐標(biāo)系y軸與重力方向平行時(shí)對(duì)應(yīng)測(cè)得的力在六維力傳感器坐標(biāo)系x軸、y軸、z軸的分量;

Mx00、My00、Mz00分別為六維力傳感器坐標(biāo)系y軸與重力方向平行時(shí)對(duì)應(yīng)測(cè)得的力矩在六維力傳感器坐標(biāo)系x軸、y軸、z軸的分量;

步驟3、計(jì)算載荷的重力重心在六維力傳感器坐標(biāo)系下的位置(xc,yc,zc);

基于步驟1和步驟2中的力與力矩,根據(jù)力與力矩的關(guān)系得到:

步驟4、重力補(bǔ)償:

在機(jī)器人進(jìn)行作業(yè)任務(wù)的過程中,機(jī)械手在任意位置,通過六維力傳感器測(cè)得Fx、Fy、Fz、Mx、My、Mz

載荷的重力在六維力傳感器坐標(biāo)系下的三坐標(biāo)下的分量分別為F′x、F′y、F′z如下:

F′x=Gcos(φ)

F′y=Gcos(θ)

F′z=Gcos(ψ)

其中,φ、θ、ψ分別為重力與六維力傳感器坐標(biāo)系x、y、z軸的夾角;

基于F′x、F′y、F′z以及載荷的重力重心在六維力傳感器坐標(biāo)系下的位置(xc,yc,zc),根據(jù)力與力矩的關(guān)系計(jì)算得到載荷的重力力矩在六維力傳感器坐標(biāo)系下的三坐標(biāo)下的分量M′x、M′y、M′z

對(duì)六維力傳感器測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行校正得到:

從而完成對(duì)傳感器測(cè)力的重力補(bǔ)償。

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