[发明专利]用于确定操纵器的几何特性的方法、约束装置和系统

权利要求书

1.一种用于确定影响操纵器的末端执行器运动的所述操纵器(2)的至少一个几何特性的方法，其中所述操纵器布置成由控制系统(3)控制，以用于将所述操纵器的末端执行器移动到目标姿势，并且其中所述操纵器包括至少两个轴，其中至少一个轴包括至少一个弹性并被摩擦效应影响，所述方法包括：

-通过约束装置(4)来约束所述操纵器的运动(A1)，使得所述操纵器的所述运动在至少一个自由度上受到物理约束，并因而对于所述至少一个轴实现受约束的操纵器运动和相应地实现受约束的电机运动；

-命令(A2)所述操纵器接近一组目标姿势，其中对于每个目标姿势，达到物理姿势，其中能够执行包括非零受约束的电机运动的所述受约束的操纵器运动；

-在一段时间期间执行所述受约束的操纵器运动的摩擦感知控制(A3)以实现能够从所述摩擦效应分离的明确定义的摩擦力/扭矩，同时监测与电机扭矩和所述至少一个轴的电机角度相关的量；

-执行(A4)弹性运动模型的一组运动参数的识别，所述弹性运动模型包括表示所述至少一个弹性的至少一个已知量，所述识别基于所监测的量和所述操纵器的弹性特性，其中所述摩擦效应从所述识别排除；以及

-基于所识别的一组运动参数来得到(A5)所述操纵器的所述至少一个几何特性。

2.根据权利要求1所述的方法，其中约束所述操纵器的运动(A1)包括将所述操纵器的连杆连接到所述约束装置。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述一组目标姿势包括所述末端执行器的多个不同的定向和位置。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述一组目标姿势包括所述末端执行器的多个不同的定向和位置。

5.根据权利要求1-4中的任一项所述的方法，包括通过在所述至少一个轴带有背隙的往复运动中控制所述至少一个轴来执行摩擦感知控制(A3)。

6.根据权利要求1-4中的任一项所述的方法，包括命令(A2)所述操纵器接近所述一组目标姿势，其中对于每个目标姿势，达到物理姿势，其中由于影响所述至少一个轴的所述至少一个弹性，能够执行所述受约束的操纵器运动；以及通过在包括与任何(可能非零)背隙的中间对应的中点的往复运动中控制所述至少一个轴同时忽略摩擦效应来执行摩擦感知控制(A3)。

7.根据权利要求5所述的方法，包括命令(A2)所述操纵器接近所述一组目标姿势，其中对于每个目标姿势，达到物理姿势，其中由于影响所述至少一个轴的所述至少一个弹性，能够执行所述受约束的操纵器运动；以及通过在包括与任何(可能非零)背隙的中间对应的中点的往复运动中控制所述至少一个轴同时忽略摩擦效应来执行摩擦感知控制(A3)。

8.根据权利要求1-4和7中的任一项所述的方法，包括命令(A2)所述操纵器接近所述一组目标姿势，其中对于每个目标姿势，达到物理姿势，其中由于影响所述至少一个轴的所述至少一个弹性，能够执行所述受约束的操纵器运动；以及通过在包括重力载荷点的往复运动中控制所述至少一个轴使得所述至少一个轴达到所述重力载荷点，来执行摩擦感知控制(A3)。

9.根据权利要求5所述的方法，包括命令(A2)所述操纵器接近所述一组目标姿势，其中对于每个目标姿势，达到物理姿势，其中由于影响所述至少一个轴的所述至少一个弹性，能够执行所述受约束的操纵器运动；以及通过在包括重力载荷点的往复运动中控制所述至少一个轴使得所述至少一个轴达到所述重力载荷点，来执行摩擦感知控制(A3)。

10.根据权利要求6所述的方法，包括命令(A2)所述操纵器接近所述一组目标姿势，其中对于每个目标姿势，达到物理姿势，其中由于影响所述至少一个轴的所述至少一个弹性，能够执行所述受约束的操纵器运动；以及通过在包括重力载荷点的往复运动中控制所述至少一个轴使得所述至少一个轴达到所述重力载荷点，来执行摩擦感知控制(A3)。