本申請涉及機(jī)器人，具體而言，涉及一種拖動示教方法、裝置及電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、隨著“機(jī)器人+”概念的提出，機(jī)器人已開始普及到生活中的各個場景。其中，工業(yè)機(jī)器人和協(xié)作機(jī)器人在生產(chǎn)制造領(lǐng)域的應(yīng)用較為廣泛。由于協(xié)作機(jī)器人具有機(jī)型小、功率低、安全系數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)，并且可以在協(xié)作區(qū)域內(nèi)與工人進(jìn)行直接交互，因此協(xié)作機(jī)器人受到了制造商的一致青睞。

2、協(xié)作機(jī)器人在應(yīng)用過程前，需要記錄數(shù)據(jù)點(diǎn)位信息，即完成示教工作。目前，對于機(jī)器人來說，常用的示教方法包括拖動示教、遙控示教和視覺引導(dǎo)。視覺引導(dǎo)需要借助相機(jī)，引入機(jī)器視覺，價格昂貴且操作復(fù)雜。拖動示教相較于遙控示教，效率高，可以隨意拖動機(jī)器人到工作空間內(nèi)的任意位置。

3、目前一般會通過電流環(huán)的示教方法進(jìn)行示教。基于電流環(huán)的示教方法，不僅需要對機(jī)器人的動力學(xué)進(jìn)行建模，還需要對關(guān)節(jié)摩擦進(jìn)行辨識補(bǔ)償，使機(jī)器人處于零力矩模式，便于操作人員輕松拖動。但是，摩擦模型是學(xué)者們公認(rèn)的難題，易受溫度等的影響，目前沒有統(tǒng)一的模型用于摩擦辨識工作。因此，提供一種避免摩擦力辨識的拖動示教人員是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請實(shí)施例提供了一種拖動示教方法、裝置、電子設(shè)備及可讀存儲介質(zhì)，其可以避免摩擦力辨識，可以不同環(huán)境剛度從而減少反彈現(xiàn)象，同時通過將感知到的外力信息變換至關(guān)節(jié)空間進(jìn)而計算出作用于電機(jī)的力矩，可避免出現(xiàn)奇異位姿。

2、本申請的實(shí)施例可以這樣實(shí)現(xiàn)：

3、第一方面，本申請實(shí)施例提供一種拖動示教方法，所述方法包括：

4、根據(jù)保存的協(xié)作機(jī)器人的工具的重力信息及零點(diǎn)信息，對通過六維力傳感器得到的初始力信息進(jìn)行補(bǔ)償，得到第一拖動力信息，其中，所述初始力信息中包括力及力矩；

5、將所述第一拖動力信息轉(zhuǎn)換到關(guān)節(jié)空間，得到第二拖動力信息；

6、根據(jù)預(yù)設(shè)控制律及所述第二拖動力信息，計算得到電機(jī)的第一目標(biāo)輸出力矩，其中，所述預(yù)設(shè)控制律中包括電機(jī)的輸出力矩、科氏力和離心力的力矩、重力力矩、拖動力信息之間的關(guān)系；

7、在轉(zhuǎn)矩模式下基于所述第一目標(biāo)輸出力矩使所述協(xié)作機(jī)器人運(yùn)動。

8、第二方面，本申請實(shí)施例提供一種拖動示教裝置，所述裝置包括：

9、補(bǔ)償模塊，用于根據(jù)保存的協(xié)作機(jī)器人的工具的重力信息及零點(diǎn)信息，對通過六維力傳感器得到的初始力信息進(jìn)行補(bǔ)償，得到第一拖動力信息，其中，所述初始力信息中包括力及力矩；

10、轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述第一拖動力信息轉(zhuǎn)換到關(guān)節(jié)空間，得到第二拖動力信息；

11、計算模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)控制律及所述第二拖動力信息，計算得到電機(jī)的第一目標(biāo)輸出力矩，其中，所述預(yù)設(shè)控制律中包括電機(jī)的輸出力矩、科氏力和離心力的力矩、重力力矩、拖動力信息之間的關(guān)系；

12、控制模塊，用于在轉(zhuǎn)矩模式下基于所述第一目標(biāo)輸出力矩使所述協(xié)作機(jī)器人運(yùn)動。

13、第三方面，本申請實(shí)施例提供一種電子設(shè)備，包括處理器和存儲器，所述存儲器存儲有能夠被所述處理器執(zhí)行的機(jī)器可執(zhí)行指令，所述處理器可執(zhí)行所述機(jī)器可執(zhí)行指令以實(shí)現(xiàn)前述實(shí)施方式所述的拖動示教方法。

14、第四方面，本申請實(shí)施例提供一種可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機(jī)程序，所述計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)如前述實(shí)施方式所述的拖動示教方法。

15、本申請實(shí)施例提供的拖動示教方法、裝置、電子設(shè)備及可讀存儲介質(zhì)，首先，根據(jù)保存的協(xié)作機(jī)器人的工具的重力信息及零點(diǎn)信息，對通過六維力傳感器得到的初始力信息進(jìn)行補(bǔ)償，以得到第一拖動力信息，該初始力信息中包括力及力矩；之后，將所述第一拖動力信息轉(zhuǎn)換到關(guān)節(jié)空間，得到第二拖動力信息，進(jìn)而根據(jù)預(yù)設(shè)控制律及所述第二拖動力信息，計算得到電機(jī)的第一目標(biāo)輸出力矩，其中，所述預(yù)設(shè)控制律中包括電機(jī)的輸出力矩、科氏力和離心力的力矩、重力力矩、拖動力信息之間的關(guān)系；最后，在轉(zhuǎn)矩模式下基于所述第一目標(biāo)輸出力矩使所述協(xié)作機(jī)器人運(yùn)動。如此，在實(shí)現(xiàn)拖動示教的情況下，可以避免摩擦力辨識，可以適應(yīng)不同環(huán)境剛度從而減少反彈現(xiàn)象，同時通過將感知到的外力信息變換至關(guān)節(jié)空間進(jìn)而計算出作用于電機(jī)的力矩，可避免出現(xiàn)奇異位姿。

技術(shù)特征：

1.一種拖動示教方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述重力信息基于所述工具的質(zhì)心及質(zhì)量確定，所述零點(diǎn)信息包括零點(diǎn)漂移值，在所述根據(jù)保存的協(xié)作機(jī)器人的工具的重力信息及零點(diǎn)信息，對通過六維力傳感器得到的初始力信息進(jìn)行補(bǔ)償，得到第一拖動力信息之前，所述方法還包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述質(zhì)心通過以下方式得到：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述質(zhì)量及零點(diǎn)漂移值通過以下方式得到：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)控制律中還包括所述協(xié)作機(jī)器人對應(yīng)的預(yù)設(shè)拖動增益，所述預(yù)設(shè)拖動增益大于等于0；所述預(yù)設(shè)控制律用于指示電機(jī)的輸出力矩、科氏力和離心力的力矩、重力力矩、目標(biāo)乘積之間的關(guān)系，其中，所述目標(biāo)乘積為目標(biāo)因數(shù)與第一差值的乘積，所述第一差值為1減去所述預(yù)設(shè)拖動增益的結(jié)果，所述目標(biāo)因數(shù)中包括拖動力，在同樣的拖動效果下所述預(yù)設(shè)拖動增益越大所需的拖動力越小。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述目標(biāo)因數(shù)中還包括關(guān)節(jié)空間的剛度矩陣、阻尼矩陣與期望關(guān)節(jié)速度減去實(shí)際關(guān)節(jié)速度的值的乘積，所述預(yù)設(shè)拖動增益大于1，所述根據(jù)預(yù)設(shè)控制律及所述第二拖動力信息，計算得到電機(jī)的第一目標(biāo)輸出力矩，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述增大所述阻尼矩陣以降低電機(jī)的輸出力矩，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述在轉(zhuǎn)矩模式下基于所述第一目標(biāo)輸出力矩使所述協(xié)作機(jī)器人運(yùn)動，包括：

9.一種拖動示教裝置，其特征在于，所述裝置包括：

10.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括處理器和存儲器，所述存儲器存儲有能夠被所述處理器執(zhí)行的機(jī)器可執(zhí)行指令，所述處理器可執(zhí)行所述機(jī)器可執(zhí)行指令以實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述的拖動示教方法。

技術(shù)總結(jié)
本申請的實(shí)施例提供了一種拖動示教方法、裝置及電子設(shè)備，涉及計算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括：根據(jù)保存的協(xié)作機(jī)器人的工具的重力信息及零點(diǎn)信息，對通過六維力傳感器得到的初始力信息進(jìn)行補(bǔ)償，得到第一拖動力信息，初始力信息中包括力及力矩；將第一拖動力信息轉(zhuǎn)換到關(guān)節(jié)空間，得到第二拖動力信息；根據(jù)預(yù)設(shè)控制律及第二拖動力信息，計算得到電機(jī)的第一目標(biāo)輸出力矩，預(yù)設(shè)控制律中包括電機(jī)的輸出力矩、科氏力和離心力的力矩、重力力矩、拖動力信息之間的關(guān)系；在轉(zhuǎn)矩模式下基于第一目標(biāo)輸出力矩使協(xié)作機(jī)器人運(yùn)動。如此，無需進(jìn)行避免摩擦力辨識，可適應(yīng)不同環(huán)境剛度從而減少反彈現(xiàn)象，同時可避免出現(xiàn)奇異位姿。

技術(shù)研發(fā)人員：任瑞龍,董成林,丁磊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：法奧意威（蘇州）機(jī)器人系統(tǒng)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/18