[发明专利]一种基于动力学模型的关节型工业机器人拖拽示教方法

权利要求书

1.一种基于动力学模型的关节型工业机器人拖拽示教方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)建立多关节工业机器人动力学模型，使多关节工业机器人各关节按照预设的激励轨迹运动，以辨识出动力学模型中的动力学参数；

2)使多关节工业机器人进入拖拽示教模式，获取各关节实际力矩，并根据辨识出动力学参数的机器人动力学模型获取各关节理论力矩，根据各关节实际力矩和理论力矩利用力矩雅克比矩阵获取当前周期机器人末端广义力矢量差值；

3)利用当前周期机器人末端广义力矢量差值及上周期机器人末端速度，采用分数阶级数计算当前周期机器人末端速度，并获得当前周期机器人末端的更新速度；

4)根据当前周期机器人末端的更新速度利用速度雅克比矩阵计算当前周期机器人各关节速度值，将各关节速度值传给各关节对应的伺服电机实现机器人拖拽示教；

5)判断多关节工业机器人是否保持拖拽示教模式，若是，重复步骤2)-4)，若否，则结束。

2.如权利要求1所述的基于动力学模型的关节型工业机器人拖拽示教方法，其特征在于，步骤1)中采用拉格朗日法建立多关节工业机器人动力学模型。

3.如权利要求1所述的基于动力学模型的关节型工业机器人拖拽示教方法，其特征在于，步骤2)动力学模型中需辨识的动力学参数包括m_i,s_i,x,s_i,y,s_i,z,I_i,xx,I_i,yy,I_i,zz,I_i,xy,I_i,xz和I_i,yz，其中，m_i表示连杆i的质量，s_i,x,s_i,y,s_i,z分别表示连杆i在x,y,z方向的质心位置，I_i,xx,I_i,yy,I_i,zz分别表示连杆i绕连杆坐标轴x_i,y_i,z_i的质量惯性矩，I_i,xy,I_i,xz,I_i,yz表示惯性积，i＝1,2,...,n。

4.如权利要求1所述的基于动力学模型的关节型工业机器人拖拽示教方法，其特征在于，步骤2)中根据各关节实际力矩和理论力矩并利用力矩雅克比矩阵获取当前周期机器人末端广义力矢量差值具体为：

2.1)计算力矩差值：

式中，表示当前周期机器人末端广义力矢量差值，表示机器人关节i的理论力矩，表示机器人关节i的实际力矩，τ_i,min表示机器人关节i的拖拽力矩下限值，τ_i,max表示机器人关节i的拖拽力矩上限值，i＝1,2,...,n；

2.2)计算机器人末端广义力矢量差值：

F_k＝[J^T(q)]^-1·dτ_k

式中，J^T(q)表示力矩雅克比矩阵，n为机器人关节数。