[发明专利]关节外力力矩的计算方法及装置、机器人

说明书

本发明实施例提供了关节外力力矩的计算方法及装置、机器人，所述机器人的各关节分别安装有电机和所述倾角传感器，所述方法包括：获取待处理关节的当前数据；其中，所述当前数据包括待处理关节的角速度和温度；将所述当前数据输入预设的摩擦力力矩公式，计算得到所述待处理关节的摩擦力力矩；所述机器人的各关节还安装有倾角传感器；所述方法还包括：通过所述待处理关节上安装的所述倾角传感器，确定所述机器人当前安装的姿态信息；根据所述姿态信息，计算待处理关节对应的重力力矩。应用本发明实施例能够准确计算机器人各关节对应的摩擦力力矩和重力力矩，以保证操作者能够顺利完成对机器人的拖动示教。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别是涉及关节外力矩的计算方法及装置、机器人。

背景技术

随着机器人技术的迅速发展，机器人技术在工业生产中的应用也越来越广泛。其中，机器人示教技术是推广机器人技术的重要环节。目前，应用较为广泛的是机器人示教方法是拖动示教方法，具体地，拖动示教指的是操作者通过手动拖动的方式对机器人执行示教编程工作。由于机器人的关节处会受到重力和摩擦力等外力的影响，使得操作者无法拖动机器人或者拖动机器人非常困难。这样，就需要计算出机器人关节处的重力力矩、摩擦例力矩等外力力矩，进而对关节的外力力矩进行补偿，以帮助操作者顺利执行对机器人的拖动示教。

但是，现有的摩擦例力矩为固定值，没有考虑关节角速度和温度对摩擦力的影响，使得用于计算外力力矩的摩擦力力矩并不准确，造成补偿力矩与关节实际受到的外力力矩误差较大，进而导致操作者需要费很大劲才能拖动机器人，不仅影响机器人的示教结果，而且给操作者带来不良的使用体验。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供关节外力矩的计算方法及装置、机器人，能够准确计算机器人各关节对应的摩擦力力矩，以保证操作者能够顺利完成对机器人的拖动示教。具体技术方案如下：

本发明的一种实施例公开了一种关节外力力矩的计算方法，应用于机器人的各关节，所述各关节分别安装有电机，所述方法包括：获取待处理关节的当前数据；其中，所述当前数据包括待处理关节的角速度和温度；将所述当前数据输入预设的摩擦力力矩公式，计算得到所述待处理关节的摩擦力力矩；其中，所述摩擦力力矩公式为摩擦力矩与角速度和温度之间的数学关系式。

优选地，所述摩擦力力矩公式通过如下步骤预设：根据预设的库伦摩擦力系数、预设的粘性摩擦力系数和预设的温度系数与所述待处理关节的减速比、所述待处理关节上安装电机的力矩系数和所述电机的电枢电流的关系进行计算，确定所述待处理关节对应的所述库伦摩擦力系数、所述粘性摩擦力系数和所述温度系数；根据所述库伦摩擦力系数、所述粘性摩擦力系数和所述温度系数，确定所述待处理关节对应的所述摩擦力力矩公式。

优选地，所述根据预设的库伦摩擦力系数、预设的粘性摩擦力系数和预设的温度系数与所述待处理关节的减速比、所述待处理关节上安装的电机的力矩系数和所述电机的电枢电流的关系进行计算，确定所述待处理关节对应的所述库伦摩擦力系数、所述粘性摩擦力系数和所述温度系数的步骤，包括：获取待处理关节对应的至少一组数据；其中，所述数据包括所述待处理关节的角速度、以及所述待处理关节上安装电机的电枢电流值；根据预设的库伦摩擦力系数、预设的粘性摩擦力系数和预设的温度系数与所述待处理关节的减速比、所述待处理关节上安装电机的力矩系数和所述电机的电枢电流的关系，使用最小二乘法对所述数据进行计算，确定所述待处理关节对应的所述库伦摩擦力系数、所述粘性摩擦力系数和所述温度系数。

优选地，所述根据预设的库伦摩擦力系数、预设的粘性摩擦力系数和预设的温度系数与所述待处理关节的减速比、所述待处理关节上安装电机的力矩系数和所述电机的电枢电流的关系，使用最小二乘法对所述数据进行计算，确定所述待处理关节对应的所述库伦摩擦力系数、所述粘性摩擦力系数和所述温度系数的步骤，包括：根据如下公式，使用最小二乘法对所述数据进行计算，确定所述待处理关节对应的所述库伦摩擦力系数、所述粘性摩擦力系数和所述温度系数；