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[發明專利]一種基于力傳感器的機器人末端接觸力補償方法及系統有效

專利信息
申請號: 202010105965.2 申請日: 2020-02-20
公開(公告)號: CN111230879B 公開(公告)日: 2023-07-11
發明(設計)人: 余顯俊;李先祥;黃鍵 申請(專利權)人: 佛山科學技術學院
主分類號: B25J9/16 分類號: B25J9/16
代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205 代理人: 蔡偉杰
地址: 528000 廣東*** 國省代碼: 廣東;44
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摘要:
搜索關鍵詞: 一種 基于 傳感器 機器人 端接 觸力 補償 方法 系統
【權利要求書】:

1.一種基于力傳感器的機器人末端接觸力補償方法,其特征在于,包括:

步驟S100、計算六維力傳感器的精度,判斷六維力傳感器的精度是否滿足工藝需求;計算六維力傳感器各軸力耦合度,判斷六維力傳感器各軸力耦合度是否滿足工藝需求;

步驟S200、當六維力傳感器的精度和各軸力耦合度滿足工藝需求時,獲取不少于三組機器人工具末端在不同姿態下的六維力傳感器讀數,利用最小二乘法計算出工具重力和傳感器零點;

步驟S300、當六維力傳感器與外界環境接觸時,計算工具末端接觸力;

步驟S400、將傳感器零點、工具重力以及工具末端接觸力作為六維力傳感器的補償量;

所述步驟S100中,計算六維力傳感器的精度,判斷六維力傳感器的精度是否滿足工藝需求,包括:

讀取六維力傳感器當前三維力和三維力矩讀數;

將六維力傳感器調整到設定位置上,并記錄每個設定位置上的三維力Fx、Fy、Fz的穩定波形;其中,六維力傳感器的設定位置分別為:第一設定位置:X+軸朝上,Z軸保持水平姿態;第二設定位置:X+軸朝下,Z軸保持水平姿態;第三設定位置:Y+軸朝上,Z軸保持水平姿態;第四設定位置:Y+軸朝上,Z軸保持水平姿態;第五設定位置:Z軸豎直朝上,X、Y軸保持水平姿態;第六設定位置:Z軸豎直朝下,X、Y軸保持水平姿態;

在六維力傳感器處于第一設定位置、第三設定位置、第五設定位置時,不加任何外部力的情況下,通過每個姿態下的X、Y、Z三個軸的讀數計算三軸之間的耦合度,最后將三個設定位置下的耦合度取平均值,得到平均耦合度;

根據平均耦合度判斷六維力傳感器的各軸力耦合度是否滿足工藝生產要求。

2.根據權利要求1所述的一種基于力傳感器的機器人末端接觸力補償方法,其特征在于,所述步驟S100中,計算六維力傳感器各軸力耦合度,判斷六維力傳感器各軸力耦合度是否滿足工藝需求,包括:

通過以下公式計算6個設定位置在穩定姿態下三個方向力的平均值Fxa,Fya,Fza:

Fxa=(Fx1+Fx2+Fx3+Fx4+Fx5+Fx6)/6

Fya=(Fy1+Fy2+Fy3+Fy4+Fy5+Fy6)/6

Fza=(Fz1+Fz2+Fz3+Fz4+Fz5+Fz6)/6

取每個軸上最大值Fxmax、Fymax、Fzmax和最小值Fxmin、Fymin、Fzmin,通過以下公式計算得出FX、FY、FZ、Fx、Fy、Fz

FX=Fxmax-FxaFx=Fxmin-Fxa

FY=Fymax-FyaFy=Fymin-Fya

FZ=Fzmax-Fza,Fz=Fzmin-Fza

根據至少三組計算結果得到平均值

通過公式S=|G1-G2|計算精度偏差,其中,

若精度偏差S在設定閾值以內,則判定六維力傳感器精度滿足工藝需求。

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