[发明专利]力传感器标定装置、标定方法及力控制机器人

权利要求书

1.一种力传感器标定装置，其特征在于，包括：

信息采集模块，用于采集六维力传感器实时检测的机器人在运动过程中与环境间的力数据；

方程构建模块，用于根据机器人的几何模型，构建机器人位姿、所述力数据和需要标定的参数三者间的关系方程；

参数计算模块，用于求解所述关系方程，得到机器人参数值；

数据补偿模块，用于将所述机器人参数值从力数据中分离出来，获得真实的机器人与环境间的力数据；

控制模块，用于获取所述真实的机器人与环境间的力数据，以控制机器人运动；

运动过程中与环境间的力数据包括：力控制机器人末端执行器与环境间的力信息、末端执行器的重力、六维力传感器本身的零位漂移值。

2.一种力传感器标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

信息采集模块采集六维力传感器实时检测的机器人在运动过程中与环境间的力数据；

方程构建模块根据机器人几何模型，构建关于机器人位姿、力数据和需要标定的参数三者之间的关系方程，需要标定的参数包括末端执行器重力与重心位置、传感器安装产生的张紧力和传感器零位漂移值；

参数计算模块将方程构建模块构建的关系方程进行三次参数重组，求解出机器人参数值；

数据补偿模块将所述机器人参数值从力数据中补偿出来，获得真实的机器人与环境间的力数据；

控制模块获取真实的机器人与环境间的力数据，控制机器人运动。

3.如权利要求2所述的一种力传感器标定方法，其特征在于，所述机器人几何模型为工业机器人的运动学模型。

4.如权利要求2所述的一种力传感器标定方法，其特征在于，所述机器人参数值是通过求解最小二乘法的方式得到。

5.一种力控制机器人，其特征在于，所述力控制机器人包括一机器人控制器，所述机器人控制器包含有权利要求1所述的力传感器标定装置。

6.如权利要求5所述的力控制机器人，其特征在于，所述力控制机器人还包括六维力传感器、及末端执行器；所述六维力传感器用于实时采集来自笛卡尔坐标系的三个方向的力和力矩，测量机器人与环境间的力数据；末端执行器为力控制机器人工作时所用的工具。

7.如权利要求6所述的力控制机器人，其特征在于，所述六维力传感器为圆柱形结构，安装在力控制机器人与末端执行器之间。