[发明专利]控制机器人转动关节运动的方法和装置及机器人

权利要求书

1.一种控制机器人转动关节的方法，其特征在于，包括：

接收用于控制机器人转动关节进行轨迹运动的轨迹参数集；所述轨迹参数集包括每一个轨迹运动的匀速运动阶段的匀速运动速度；

对于所述轨迹参数集的每一个匀速运动速度，控制所述机器人转动关节进行与所述匀速运动速度对应的轨迹运动，并在所述轨迹运动的匀速运动阶段中读取所述机器人的驱动电机的驱动力矩；所述驱动力矩用于作为所述机器人在以所述匀速运动速度进行瞬时运动的测量摩擦力矩；所述轨迹运动包括以第一加速度加速至所述匀速运动速度进行的加速运动和在所述加速运动之后以所述匀速运动速度进行的匀速运动；

根据所述轨迹参数集的每一个匀速运动速度和该匀速运动速度对应的测量摩擦力矩，构建摩擦力矩随速度变化的动态摩擦模型；

当接收到控制所述机器人工作的请求时，根据所述动态摩擦模型修正由所述请求生成的驱动力矩，以使所述机器人根据修正后的驱动力矩转动关节进行运动。

2.如权利要求1所述的控制机器人转动关节的方法，其特征在于，所述轨迹运动还包括以第二加速度从所述匀速运动速度减速至静止的减速运动。

3.如权利要求2所述的控制机器人转动关节的方法，其特征在于，所述轨迹参数集还包括每一个轨迹运动的起始位置、终点位置和运动时长；所述第一加速度的大小与所述第二加速度的大小相同；

则，所述在所述轨迹运动的匀速运动阶段中读取所述机器人的驱动电机的驱动力矩，具体为：

根据所述轨迹运动的匀速运动速度、起始位置、终点位置和运动时长，计算所述加速运动的加速时长t_b，V为所述匀速运动速度，q_f为所述轨迹运动的终点位置，q₀为所述轨迹运动的起始位置，t_f为所述轨迹运动的运动时长；

以所述加速运动的起始运动的时间为参考原点，在时间段t_b<t≤t_f-t_b内读取所述机器人的驱动电机的驱动力矩。

4.如权利要求1所述的控制机器人转动关节的方法，其特征在于，还包括：

根据拟合程度公式，对所述轨迹参数集的每一个匀速运动速度对应的测量摩擦力矩与所述匀速运动速度在所述动态摩擦模型中对应的模拟摩擦力矩进行拟合计算，获得所述动态摩擦模型的拟合程度；

判断所述拟合程度是否小于拟合阈值；

若是，则输出所述动态摩擦模型给所述机器人；

若否，则返回继续接收用于控制机器人转动关节进行轨迹运动的新的轨迹参数集，以构建新的动态摩擦模型直至有动态摩擦模型的拟合程度小于所述拟合阈值。

5.如权利要求4所述的控制机器人转动关节的方法，其特征在于，所述拟合程度公式为：

其中，n表示所述轨迹参数集中包含的匀速运动速度的数量；F_1k为所述轨迹参数集中的第k条轨迹运动的匀速运动速度所对应的测量摩擦力矩，F_2k为所述轨迹参数集中的第k条轨迹运动的匀速运动速度在所述动态摩擦模型中对应的模拟摩擦力矩；d₁₂为所述动态摩擦模型的拟合程度。

6.如权利要求1所述的控制机器人转动关节的方法，其特征在于，所述动态摩擦模型为LuGre摩擦模型。