本發(fā)明涉及機器人控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種控制機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)運動的方法和裝置及機器人。

背景技術(shù)：

基于動力學(xué)的控制能夠有效的提高機器人的控制性能，在使用基于動力學(xué)模型的控制算法時，首先要保證動力學(xué)模型的準(zhǔn)確性，動力學(xué)模型的準(zhǔn)確性依賴于幾何參數(shù)和動力學(xué)參數(shù)，幾何參數(shù)可以通過運動學(xué)標(biāo)定獲得，動力學(xué)參數(shù)要通過模型辨識的方法來估測。

通常的工業(yè)機器人動力學(xué)模型參數(shù)辨識方案，是采用整體辨識的方案，即構(gòu)建動力學(xué)模型參數(shù)的最小集合，通過設(shè)計激勵軌跡，測量得到機器人運動和力矩的數(shù)據(jù)，最后應(yīng)用合適的估計算法來得到未知的動力學(xué)參數(shù)。然而進(jìn)行辨識時測量的隨機誤差較大，會造成模型參數(shù)辨識的不準(zhǔn)確，因此在整體參數(shù)辨識之前，將部分辨識的參數(shù)進(jìn)行初步的確定，例如摩擦力的模型的參數(shù)，有助于提高模型參數(shù)辨識的準(zhǔn)確性，尤其是在低速階段，機器人的驅(qū)動電機的主要驅(qū)動力矩用于抵消關(guān)節(jié)的摩擦力矩，所以在進(jìn)行機器人動力學(xué)模型參數(shù)辨識之前，先單獨的對關(guān)節(jié)的摩擦模型參數(shù)進(jìn)行辨識，對于提高辨識的準(zhǔn)確性很有幫助。一般地，在進(jìn)行關(guān)節(jié)的摩擦模型參數(shù)辨識時，采取三角波形的位置隨時間變化的曲線來使得機器人以恒定速度運行，但是三角波形位置隨時間變化曲線的速度隨時間變化曲線為脈沖波形，則在機器人運動時會造成機器人的振動，會進(jìn)而影響測量到的摩擦力矩的結(jié)果，造成關(guān)節(jié)的摩擦模型參數(shù)辨識的不準(zhǔn)確，即構(gòu)建成的摩擦模型不準(zhǔn)確，進(jìn)而影響了控制機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)來進(jìn)行運動的準(zhǔn)確性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提出的一種控制機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)運動的方法和裝置以及機器人，能夠減少機器人辨識摩擦力的誤差，提高控制機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的準(zhǔn)確性。

本發(fā)明實施例第一方面提供了一種控制機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的方法，包括：

接收用于控制機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)進(jìn)行軌跡運動的軌跡參數(shù)集；所述軌跡參數(shù)集包括每一個軌跡運動的勻速運動階段的勻速運動速度；

對于所述軌跡參數(shù)集的每一個勻速運動速度，控制所述機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)進(jìn)行與所述勻速運動速度對應(yīng)的軌跡運動，并在所述軌跡運動的勻速運動階段中讀取所述機器人的驅(qū)動電機的驅(qū)動力矩；所述驅(qū)動力矩用于作為所述機器人在以所述勻速運動速度進(jìn)行瞬時運動的測量摩擦力矩；所述軌跡運動包括以第一加速度加速至所述勻速運動速度進(jìn)行的加速運動和在所述加速運動之后以所述勻速運動速度進(jìn)行的勻速運動；

根據(jù)所述軌跡參數(shù)集的每一個勻速運動速度和該勻速運動速度對應(yīng)的測量摩擦力矩，構(gòu)建摩擦力矩隨速度變化的動態(tài)摩擦模型；

當(dāng)接收到控制所述機器人工作的請求時，根據(jù)所述動態(tài)摩擦模型修正由所述請求生成的驅(qū)動力矩，以使所述機器人根據(jù)修正后的驅(qū)動力矩轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)進(jìn)行運動。

在第一方面的第一種可能的實現(xiàn)方式中，所述軌跡運動還包括以第二加速度從所述勻速運動速度減速至靜止的減速運動。

結(jié)合第一方面的第一種可能的實現(xiàn)方式，在第二種可能的實現(xiàn)方式中，所述軌跡參數(shù)集還包括每一個軌跡運動的起始位置、終點位置和運動時長；所述第一加速度的大小與所述第二加速度的大小相同；

則，所述在所述軌跡運動的勻速運動階段中讀取所述機器人的驅(qū)動電機的驅(qū)動力矩，具體為：

根據(jù)所述軌跡運動的勻速運動速度、起始位置、終點位置和運動時長，計算所述加速運動的加速時長tb，v為所述勻速運動速度，qf為所述軌跡運動的終點位置，q0為所述軌跡運動的起始位置，tf為所述軌跡運動的運動時長；

以所述加速運動的起始運動的時間為參考原點，在時間段tb<t≤tf-tb內(nèi)讀取所述機器人的驅(qū)動電機的驅(qū)動力矩。

在第一方面的第三種可能的實現(xiàn)方式中，還包括：

根據(jù)擬合程度公式，對所述軌跡參數(shù)集的每一個勻速運動速度對應(yīng)的測量摩擦力矩與所述勻速運動速度在所述動態(tài)摩擦模型中對應(yīng)的模擬摩擦力矩進(jìn)行擬合計算，獲得所述動態(tài)摩擦模型的擬合程度；

判斷所述擬合程度是否小于擬合閾值；

若是，則輸出所述動態(tài)摩擦模型給所述機器人；

若否，則返回繼續(xù)接收用于控制機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)進(jìn)行軌跡運動的新的軌跡參數(shù)集，以構(gòu)建新的動態(tài)摩擦模型直至有動態(tài)摩擦模型的擬合程度小于所述擬合閾值。

優(yōu)選地，所述擬合程度公式為：

其中，n表示所述軌跡參數(shù)集中包含的勻速運動速度的數(shù)量，f1k為所述軌跡參數(shù)集中的第k條軌跡運動的勻速運動速度所對應(yīng)的測量摩擦力矩，f2k為所述軌跡參數(shù)集中的第k條軌跡運動的勻速運動速度在所述動態(tài)摩擦模型中對應(yīng)的模擬摩擦力矩；d12為所述動態(tài)摩擦模型的擬合程度。

優(yōu)選地，所述動態(tài)摩擦模型為lugre摩擦模型。

相應(yīng)地，本發(fā)明實施例第二方面還提供了一種控制機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的裝置，包括：

接收參數(shù)模塊，用于接收用于控制機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)進(jìn)行軌跡運動的軌跡參數(shù)集；所述軌跡參數(shù)集包括每一個軌跡運動的勻速運動階段的勻速運動速度；

力矩獲取模塊，用于對于所述軌跡參數(shù)集的每一個勻速運動速度，控制所述機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)進(jìn)行與所述勻速運動速度對應(yīng)的軌跡運動，并在所述軌跡運動的勻速運動階段中讀取所述機器人的驅(qū)動電機的驅(qū)動力矩；所述驅(qū)動力矩用于作為所述機器人在以所述勻速運動速度進(jìn)行瞬時運動的測量摩擦力矩；所述軌跡運動包括以第一加速度加速至所述勻速運動速度進(jìn)行的加速運動和在所述加速運動之后以所述勻速運動速度進(jìn)行的勻速運動；

模型構(gòu)建模塊，用于根據(jù)所述軌跡參數(shù)集的每一個勻速運動速度和該勻速運動速度對應(yīng)的測量摩擦力矩，構(gòu)建摩擦力矩隨速度變化的動態(tài)摩擦模型；

機器人工作模塊，用于當(dāng)接收到控制所述機器人工作的請求時，根據(jù)所述動態(tài)摩擦模型修正由所述請求生成的驅(qū)動力矩，以使所述機器人根據(jù)修正后的驅(qū)動力矩轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)進(jìn)行運動。

在第二方面的第一種可能的實現(xiàn)方式中，所述軌跡運動還包括以第二加速度從所述勻速運動速度減速至靜止的減速運動。

結(jié)合第二方面的第一種可能的實現(xiàn)方式，在第二種可能的實現(xiàn)方式中，，所述軌跡參數(shù)集還包括每一個軌跡運動的起始位置、終點位置和運動時長；所述第一加速度的大小與所述第二加速度的大小相同；

則，所述力矩獲取模塊包括有：

加速時長獲取單元，用于根據(jù)所述軌跡運動的勻速運動速度、起始位置、終點位置和運動時長，計算所述加速運動的加速時長tb，v為所述勻速運動速度，qf為所述軌跡運動的終點位置，q0為所述軌跡運動的起始位置，tf為所述軌跡運動的運動時長；

驅(qū)動力矩獲取單元，用于以所述加速運動的起始運動的時間為參考原點，在時間段tb<t≤tf-tb內(nèi)讀取所述機器人的驅(qū)動電機的驅(qū)動力矩；

以及，所述裝置還包括擬合程度計算模塊、擬合程度判斷模塊和模型輸出模塊，具體為：

擬合程度計算模塊，用于根據(jù)擬合程度公式，對所述軌跡參數(shù)集的每一個勻速運動速度對應(yīng)的測量摩擦力矩與所述勻速運動速度在所述動態(tài)摩擦模型中對應(yīng)的模擬摩擦力矩進(jìn)行擬合計算，獲得所述動態(tài)摩擦模型的擬合程度；

擬合程度判斷模塊，用于判斷所述擬合程度是否小于擬合閾值；

模型輸出模塊，用于當(dāng)所述擬合程度小于所述擬合閾值時，輸出所述動態(tài)摩擦模型給所述機器人；

所述接收參數(shù)模塊，還用于當(dāng)所述擬合程度大于所述擬合閾值時，返回繼續(xù)接收用于控制機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)進(jìn)行軌跡運動的新的軌跡參數(shù)集，以構(gòu)建新的動態(tài)摩擦模型直至有動態(tài)摩擦模型的擬合程度小于所述擬合閾值。

在第三方面，本發(fā)明實施例還提供一種機器人，包括第二方面提供的所有控制機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的裝置的實施例。

實施本發(fā)明實施例，具有如下有益效果：

本發(fā)明實施例提供的控制機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)運動的方法和裝置以及機器人，在構(gòu)建摩擦力模型的過程，采用先以恒定的一個加速度加速至勻速運動速度再以該勻速運動速度進(jìn)行勻速運動的軌跡運動進(jìn)測試數(shù)據(jù)的獲取，使得測試過程機器人運動的位置隨時間變化的軌跡是連續(xù)且平滑，減小機器人因該運動的軌跡的不平滑所造成的振動，進(jìn)而提高讀取到的測試摩擦力矩的準(zhǔn)確性，使得根據(jù)測試出來的數(shù)據(jù)構(gòu)建成的摩擦力模型的擬合效果好，因而，在機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)進(jìn)行運動時依據(jù)該摩擦力模型來修正驅(qū)動電機的驅(qū)動力矩，能提高機器人的控制性能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的控制機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的方法的一個實施例的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明提供的控制機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的方法中的軌跡運動的示意圖；

圖3是本發(fā)明提供的控制機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的裝置的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明提供的控制機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的裝置的力矩獲取模塊的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明實施例采用的描述機器人在轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)進(jìn)行運動時的摩擦力矩的模型是lugre摩擦模型，但不限于該模型，其他描述摩擦力的模型也可以，該模型是一種能比較全面描述摩擦靜、動態(tài)特性的動態(tài)摩擦模型。lugre摩擦模型的數(shù)學(xué)表達(dá)形式如下：

其中，f是摩擦力矩；v是速度；sgn為符號函數(shù)，即若參數(shù)為正返回1，為負(fù)返回-1。待辨識的參數(shù)集合如下，一共需要辨識8個參數(shù)：

要辨識以上參數(shù)集合，即完成上述lugre摩擦模型的構(gòu)建，則需要得到不同速度下對應(yīng)的摩擦力矩值，而對于機器人在運動過程的不同速度下對應(yīng)的摩擦力矩值的獲取的準(zhǔn)確性，將會影響獲取上述參數(shù)集合的準(zhǔn)確性，即影響lugre摩擦模型的構(gòu)建的準(zhǔn)確程度。

以下將描述本發(fā)明提供的如何在機器人運動的不同速度下獲取相應(yīng)的摩擦力矩的過程，以及根據(jù)獲得的數(shù)據(jù)構(gòu)建lugre摩擦模型的過程：

參見圖1，是本發(fā)明提供的控制機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的方法的一個實施例的流程示意圖；該方法機器人的控制處理器執(zhí)行，包括步驟s1至步驟s3，具體如下：

s1，接收用于控制機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)進(jìn)行軌跡運動的軌跡參數(shù)集；所述軌跡參數(shù)集包括每一個軌跡運動的勻速運動階段的勻速運動速度；

s2，對于所述軌跡參數(shù)集的每一個勻速運動速度，控制所述機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)進(jìn)行與所述勻速運動速度對應(yīng)的軌跡運動，并在所述軌跡運動的勻速運動階段中讀取所述機器人的驅(qū)動電機的驅(qū)動力矩；所述驅(qū)動力矩用于作為所述機器人在以所述勻速運動速度進(jìn)行瞬時運動的測量摩擦力矩；所述軌跡運動包括以第一加速度加速至所述勻速運動速度進(jìn)行的加速運動和在所述加速運動之后以所述勻速運動速度進(jìn)行的勻速運動；

需要說明的是，由牛頓第二定律可知，當(dāng)加速度為零時，驅(qū)動力矩等于摩擦力矩，所以只需使得機器人在某個勻速運動速度下進(jìn)行恒速運動，即可以測量得到該勻速運動速度對應(yīng)的摩擦力矩的數(shù)值，那么，依此原理，可測量到上述軌跡參數(shù)集的每一個勻速運動速度對應(yīng)的摩擦力矩的數(shù)值。

s3，根據(jù)所述軌跡參數(shù)集的每一個勻速運動速度和該勻速運動速度對應(yīng)的測量摩擦力矩，構(gòu)建摩擦力矩隨速度變化的動態(tài)摩擦模型；

s4，當(dāng)接收到控制所述機器人工作的請求時，根據(jù)所述動態(tài)摩擦模型修正由所述請求生成的驅(qū)動力矩，以使所述機器人根據(jù)修正后的驅(qū)動力矩轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)進(jìn)行運動。

需要說明的是，上述步驟s1至s3在機器人進(jìn)行工作之前預(yù)先執(zhí)行，也可以在機器人工作的過程更新構(gòu)建，已構(gòu)建完成或者已更新的動態(tài)摩擦模型內(nèi)嵌于機器人的控制處理器中，機器人的控制處理器在接收到要轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)進(jìn)行運動的指令請求時，即上述控制機器人工作的請求，該指令請求包含機器人將要運動的終點位置、加速度、速度等參數(shù)，控制處理器在基于動力學(xué)模型的基礎(chǔ)上，以及依據(jù)上述構(gòu)建完成的動態(tài)摩擦力模型，計算出驅(qū)動電機在每個時間點上的運動速度，以及該運動速度對應(yīng)的驅(qū)動力矩，此時的驅(qū)動力矩已修正，或者是，控制處理器基于動力學(xué)業(yè)模型的基礎(chǔ)上，計算出驅(qū)動電機在每個時間點上的運動速度，以及該運動速度對應(yīng)的驅(qū)動力矩，進(jìn)而再根據(jù)上述構(gòu)建完成的動態(tài)摩擦力模型對計算出的驅(qū)動力矩進(jìn)行修正，從而機器人控制驅(qū)動電機根據(jù)每一個時間點上的已完成修正的驅(qū)動力矩轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，以達(dá)到上述指令請求所要達(dá)到的目的。

作為本發(fā)明實施例的進(jìn)一步改進(jìn)，所述軌跡運動還包括以第二加速度從所述勻速運動速度減速至靜止的減速運動。也就是說，所述軌跡運動的位置隨時間變動依次包括三部分：加速運動、勻速運動和減速運動，其中，在加速運動的階段中，加速度是正的且恒定的，即上述第一加速度，則此時機器人瞬時運動的速度是恒定的，并且速度是時間的線性函數(shù)，位置隨時間變化的軌跡是拋物線；在勻速運動的階段中，加速度為零，機器人運動的速度是恒定的，即為此軌跡運動對應(yīng)的勻速運動速度，并且位置隨時間變化的軌跡是線性函數(shù)；在減速運動的階段，存在恒定的負(fù)加速度，即上述第二加速度，機器人運動的瞬時速度線性地減小，并且位置隨時間變化的軌跡再次是二次的多項式函數(shù)。

參見圖2，是本發(fā)明提供的控制機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的方法中的軌跡運動的示意圖；

進(jìn)一步地，在限定上述的第一加速度大小與上述的第二加速度的大小相同、方向相向，并且所述軌跡參數(shù)集還提供每一個軌跡運動的起始位置、終點位置和運動時長的情況下，以下結(jié)合圖2，以某一勻速運動速度v為例，以函數(shù)的方式描述所述軌跡運動的位置隨時間變化的情況：

機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)進(jìn)行的軌跡運動的位置坐標(biāo)值q與時間t的函數(shù)關(guān)系式為：

其中，所述軌跡運動的起始位置為q0，所述軌跡運動的終點位置為qf,a是指加速運動的階段和減速運動的階段的加速度大小，v是指勻速運動的階段的速度，即上述舉例的勻速運動速度，則加速度大小a與勻速運動速度v的關(guān)系為：

進(jìn)而，三個階段的位置與速度和時間之間的關(guān)系如下：

加速運動的階段：

勻速運動的階段：

減速運動的階段：

由(5)、(6)和(7)式可以得到：

由式(8)可得：

因而，結(jié)合上述推理過程，在機器人按上述軌跡進(jìn)行運動時，只需要將所述軌跡運動的勻速運動速度、起始位置、終點位置和運動時長輸入給機器人的控制處理器，即可計算出所述加速運動的加速時長tb，那么，以所述加速運動的起始運動的時間為參考原點，在時間段tb<t≤tf-tb內(nèi)讀取所述機器人的驅(qū)動電機的驅(qū)動力矩，即可實現(xiàn)上述步驟s2中的“在所述軌跡運動的勻速運動階段中讀取所述機器人的驅(qū)動電機的驅(qū)動力矩”，并且，無需檢測機器人的瞬時運動速度是否為該軌跡運動對應(yīng)的勻速運動速度v之后再進(jìn)行讀取驅(qū)動電機的驅(qū)動力矩，本實施例的驅(qū)動力矩獲取方法能夠便于多次采樣取均值，提高驅(qū)動力矩獲取的精度以及獲取效率。

通過上述步驟s1至步驟s3獲取所述軌跡參數(shù)集的每一個勻速運動速度和該勻速運動速度對應(yīng)的測量摩擦力矩，以及根據(jù)以上獲取到數(shù)據(jù)構(gòu)建成相應(yīng)的動態(tài)摩擦模型，還可以進(jìn)一步判斷該動態(tài)摩擦模型的構(gòu)建的擬合程度是否符合要求，具體過程如下：

根據(jù)擬合程度公式，對所述軌跡參數(shù)集的每一個勻速運動速度對應(yīng)的測量摩擦力矩與所述勻速運動速度在所述動態(tài)摩擦模型中對應(yīng)的模擬摩擦力矩進(jìn)行擬合計算，獲得所述動態(tài)摩擦模型的擬合程度；

判斷所述擬合程度是否小于擬合閾值；

若是，則輸出所述動態(tài)摩擦模型給所述機器人；

若否，則返回繼續(xù)接收用于控制機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)進(jìn)行軌跡運動的新的軌跡參數(shù)集，以構(gòu)建新的動態(tài)摩擦模型直至有動態(tài)摩擦模型的擬合程度小于所述擬合閾值。

需要說明的是，通過上述對動態(tài)摩擦模型的擬合程度判斷，進(jìn)一步提高動態(tài)摩擦模型的準(zhǔn)確度，即進(jìn)一步提高機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)進(jìn)行運動的準(zhǔn)確性。

優(yōu)選地，所述擬合程度公式為：

其中，n表示所述軌跡參數(shù)集中包含的勻速運動速度的數(shù)量，f1k為所述軌跡參數(shù)集中的第k條軌跡運動的勻速運動速度所對應(yīng)的測量摩擦力矩，f2k為所述軌跡參數(shù)集中的第k條軌跡運動的勻速運動速度在所述動態(tài)摩擦模型中對應(yīng)的模擬摩擦力矩；d12為所述動態(tài)摩擦模型的擬合程度。

本發(fā)明實施例提供的控制機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)運動的方法，在構(gòu)建摩擦力模型的過程，采用先以恒定的一個加速度加速至勻速運動速度再以該勻速運動速度進(jìn)行勻速運動的軌跡運動進(jìn)測試數(shù)據(jù)的獲取，使得測試過程機器人運動的位置隨時間變化的軌跡是連續(xù)且平滑，減小機器人因該運動的軌跡的不平滑而造成的振動，進(jìn)而提高讀取到的測試摩擦力矩的準(zhǔn)確性，使得根據(jù)測試出來的數(shù)據(jù)構(gòu)建成的摩擦力模型的擬合效果好，因而，在機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)進(jìn)行運動時依據(jù)該摩擦力模型來修正驅(qū)動電機的驅(qū)動力矩，能提高機器人的控制性能。以及，在上述測試過程中增加以一個加速度從勻速運動速度減速至靜止的減速運動，進(jìn)一步提高讀取到測試摩擦力矩的效率和準(zhǔn)確性。

參見圖3，是本發(fā)明提供的控制機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的裝置的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；該控制機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的裝置，包括：

接收參數(shù)模塊10，用于接收用于控制機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)進(jìn)行軌跡運動的軌跡參數(shù)集；所述軌跡參數(shù)集包括每一個軌跡運動的勻速運動階段的勻速運動速度；

力矩獲取模塊20，用于對于所述軌跡參數(shù)集的每一個勻速運動速度，控制所述機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)進(jìn)行與所述勻速運動速度對應(yīng)的軌跡運動，并在所述軌跡運動的勻速運動階段中讀取所述機器人的驅(qū)動電機的驅(qū)動力矩；所述驅(qū)動力矩用于作為所述機器人在以所述勻速運動速度進(jìn)行瞬時運動的測量摩擦力矩；所述軌跡運動包括以第一加速度加速至所述勻速運動速度進(jìn)行的加速運動和在所述加速運動之后以所述勻速運動速度進(jìn)行的勻速運動；

模型構(gòu)建模塊30，用于根據(jù)所述軌跡參數(shù)集的每一個勻速運動速度和該勻速運動速度對應(yīng)的測量摩擦力矩，構(gòu)建摩擦力矩隨速度變化的動態(tài)摩擦模型；

機器人工作模塊40，用于當(dāng)接收到控制所述機器人工作的請求時，根據(jù)所述動態(tài)摩擦模型修正由所述請求生成的驅(qū)動力矩，以使所述機器人根據(jù)修正后的驅(qū)動力矩轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)進(jìn)行運動。

在第二方面的第一種可能的實現(xiàn)方式中，所述軌跡運動還包括以第二加速度從所述勻速運動速度減速至靜止的減速運動。

結(jié)合第二方面的第一種可能的實現(xiàn)方式，在第二種可能的實現(xiàn)方式中，，所述軌跡參數(shù)集還包括每一個軌跡運動的起始位置、終點位置和運動時長；所述第一加速度的大小與所述第二加速度的大小相同；

則，如圖4所示，圖4是本發(fā)明提供的控制機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的裝置的力矩獲取模塊的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；所述力矩獲取模塊20包括有：

加速時長獲取單元21，用于根據(jù)所述軌跡運動的勻速運動速度、起始位置、終點位置和運動時長，計算所述加速運動的加速時長tb，v為所述勻速運動速度，qf為所述軌跡運動的終點位置，q0為所述軌跡運動的起始位置，tf為所述軌跡運動的運動時長；

驅(qū)動力矩獲取單元22，用于以所述加速運動的起始運動的時間為參考原點，在時間段tb<t≤tf-tb內(nèi)讀取所述機器人的驅(qū)動電機的驅(qū)動力矩。

在第二方面的第三種可能的實現(xiàn)方式中，所述裝置還包括擬合程度計算模塊50、擬合程度判斷模塊60和模型輸出模塊70，具體為：

擬合程度計算模塊50，用于根據(jù)擬合程度公式，對所述軌跡參數(shù)集的每一個勻速運動速度對應(yīng)的測量摩擦力矩與所述勻速運動速度在所述動態(tài)摩擦模型中對應(yīng)的模擬摩擦力矩進(jìn)行擬合計算，獲得所述動態(tài)摩擦模型的擬合程度；

擬合程度判斷模塊60，用于判斷所述擬合程度是否小于擬合閾值；

模型輸出模塊70，用于當(dāng)所述擬合程度小于所述擬合閾值時，輸出所述動態(tài)摩擦模型給所述機器人；

所述接收參數(shù)模塊10，還用于當(dāng)所述擬合程度大于所述擬合閾值時，返回繼續(xù)接收用于控制機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)進(jìn)行軌跡運動的新的軌跡參數(shù)集，以構(gòu)建新的動態(tài)摩擦模型直至有動態(tài)摩擦模型的擬合程度小于所述擬合閾值。

優(yōu)選地，所述擬合程度公式為：

其中，f1k為所述軌跡參數(shù)集中的第k條軌跡運動的勻速運動速度所對應(yīng)的測量摩擦力矩，f2k為所述軌跡參數(shù)集中的第k條軌跡運動的勻速運動速度在所述動態(tài)摩擦模型中對應(yīng)的模擬摩擦力矩；d12為所述動態(tài)摩擦模型的擬合程度。

優(yōu)選地，所述動態(tài)摩擦模型為lugre摩擦模型。

本發(fā)明實施例還提供一種機器人，包括任一實施例提供的所有控制機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的裝置，此裝置可以設(shè)置在機器人的處理器當(dāng)中。

實施本發(fā)明實施例，具有如下有益效果：

本發(fā)明實施例提供的控制機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)運動的裝置和機器人，在構(gòu)建摩擦力模型的過程，采用先以恒定的一個加速度加速至勻速運動速度再以該勻速運動速度進(jìn)行勻速運動的軌跡運動進(jìn)測試數(shù)據(jù)的獲取，使得測試過程機器人運動的位置隨時間變化的軌跡是連續(xù)且平滑，減小機器人因該運動的軌跡的不平滑而造成的振動，進(jìn)而提高讀取到的測試摩擦力矩的準(zhǔn)確性，使得根據(jù)測試出來的數(shù)據(jù)構(gòu)建成的摩擦力模型的擬合效果好，因而，在機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)進(jìn)行運動時依據(jù)該摩擦力模型來修正驅(qū)動電機的驅(qū)動力矩，能提高機器人的控制性能。以及，在上述測試過程中增加以一個加速度從勻速運動速度減速至靜止的減速運動，進(jìn)一步提高讀取到測試摩擦力矩的效率和準(zhǔn)確性。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分流程，是可以通過計算機程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可存儲于一計算機可讀取存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述的存儲介質(zhì)可為磁碟、光盤、只讀存儲記憶體(read-onlymemory，rom)或隨機存儲記憶體(randomaccessmemory，ram)等。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。