[发明专利]基于虚拟摩擦力的牵引示教轨迹规划方法及装置

权利要求书

1.一种基于虚拟摩擦力的牵引示教轨迹规划方法，其特征在于包括：

对预先检测到的机器人牵引力和预设的虚拟摩擦力进行比较并且根据比较结果计算机器人的运动加速度；

根据所计算的运动加速度获取相应的运动速度和运动位置；

利用逆运动学算法并且根据所获取的运动速度和运动位置生成所述机器人的期望轨迹。

2.根据权利要求1所述的基于虚拟摩擦力的牵引示教轨迹规划方法，其特征在于，所述虚拟摩擦力包括虚拟静摩擦力；“对预先检测到的机器人牵引力和预设的虚拟摩擦力进行比较并且根据比较结果计算机器人的运动加速度”的步骤包括：

判断所述机器人牵引力是否大于预设的虚拟静摩擦力的最大值：若是，则根据所述机器人牵引力计算所述运动加速度；若否，则根据预设的减速滑动摩擦力计算所述运动加速度。

3.根据权利要求2所述的基于虚拟摩擦力的牵引示教轨迹规划方法，其特征在于，所述虚拟摩擦力还包括虚拟滑动摩擦力；“对预先检测到的机器人牵引力和预设的虚拟摩擦力进行比较并且根据比较结果计算机器人的运动加速度”的步骤进一步包括：

判断所述机器人牵引力是否大于所述虚拟滑动摩擦力：若是，则继续判断所述机器人的运动速度是否等于0，

若所述机器人的运动速度等于0，则根据预设的减速滑动摩擦力计算所述运动加速度；

若所述机器人的运动速度不等于0，则根据所述机器人牵引力计算所述运动加速度。

4.根据权利要求3所述的基于虚拟摩擦力的牵引示教轨迹规划方法，其特征在于，“根据所述机器人牵引力计算所述运动加速度”的步骤包括：

对所述机器人牵引力进行滤波处理；

根据滤波后的机器人牵引力并且按照下式所示的方法计算所述运动加速度：

其中，所述(a_x)_i是在笛卡尔空间坐标系下第i个机器人运动方向对应的运动加速度并且(a_x)_i∈[(a_x)_min,(a_x)_max]，所述(a_x)_min和(a_x)_max分别是预设的最小运动加速度和最大运动加速度；所述(F_ext)_i是第i个机器人运动方向的机器人牵引力，所述(F_c)_i是第i个机器人运动方向的滑动摩擦力，所述(F_cstop)_i是第i个机器人运动方向的减速滑动摩擦力，所述(v_x)_i是第i个机器人运动方向的运动速度；所述且M_xii是预设的虚拟质量矩阵M_x中第i行第i列的质量元素，所述虚拟质量矩阵M_x∈R^d×d，所述R^d×d表示d×d维的实数对角矩阵，所述d取决于预设的机器人运动方向的总数。

5.根据权利要求4所述的基于虚拟摩擦力的牵引示教轨迹规划方法，其特征在于，所述方法还包括：

按照下式所示的方法计算所述虚拟质量矩阵M_x中的质量元素M_xii：

其中，所述(F_extacc)_i是所述最大运动加速度(a_x)_max对应的第i个机器人运动方向的牵引力外力且(F_extacc)_i＞(F_c)_i，所述(v_xmax)_i是预设的第i个机器人运动方向的最大运动速度，所述T是机器人的运动速度由0至(v_xmax)_i的最短时间。