[发明专利]一种机器人碰撞检测方法、装置、存储介质及机器人有效

专利信息
申请号: 201811636935.3 申请日: 2018-12-29
公开(公告)号: CN109732599B 公开(公告)日: 2020-11-03
发明(设计)人: 黄睿;刘培超;朗需林;林炯辉;林俊凯 申请(专利权)人: 深圳市越疆科技有限公司
主分类号: B25J9/16 分类号: B25J9/16
代理公司: 深圳中一联合知识产权代理有限公司 44414 代理人: 李艳丽
地址: 518000 广东省深圳市南山区桃源街*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 一种 机器人 碰撞 检测 方法 装置 存储 介质
【权利要求书】:

1.一种机器人碰撞检测方法,其特征在于,包括:

获取机器人关节的第一电机力矩、第一角位移、第一角速度和第一角加速度;

利用预设更新方式更新所述机器人的动力学参数,并根据更新后的动力学参数和所述第一角位移、所述第一角速度、所述第一角加速度计算所述关节的理论力矩;

根据所述第一电机力矩和所述理论力矩,得到所述关节的第一外力矩;

将所述第一电机力矩、所述第一角位移、所述第一角速度和所述第一角加速度输入至预设观测器模型中,得到所述关节的第二外力矩;

判断所述第一外力矩是否大于第一预设阈值,并判断所述第二外力矩是否大于第二预设阈值;

若所述第一外力矩大于所述第一预设阈值,且所述第二外力矩大于所述第二预设阈值,则确定所述机器人发生碰撞。

2.根据权利要求1所述的机器人碰撞检测方法,其特征在于,所述利用预设更新方式更新所述机器人的动力学参数,包括:

在所述机器人处于运动状态时,实时保存所述机器人在各位置下的第二电机力矩、第二角位移、第二角速度和第二角加速度;

将所述第二电机力矩、所述第二角位移、所述第二角速度和所述第二角加速度输入至预设参数模型中,所述预设参数模型为:

其中,τj_m2为第二电机力矩,为第二角位移、第二角速度和第二角加速度所构成的观察矩阵,θ为动力学参数,q为角位移,为角速度,为角加速度;

利用最小二乘法计算所述预设参数模型中的θ,并基于预设更新频率利用θ更新所述机器人的动力学参数。

3.根据权利要求1所述的机器人碰撞检测方法,其特征在于,所述根据更新后的动力学参数和所述第一角位移、所述第一角速度、所述第一角加速度计算所述关节的理论力矩,包括:

根据更新后的动力学参数和所述第一角位移、所述第一角速度、所述第一角加速度,计算得到所述关节的惯量矩阵、哥氏力和离心力矩阵、重力矩阵和摩擦力矩阵;

采用牛顿欧拉法建立的逆动力学方程计算所述关节的理论力矩,所述逆动力学方程的表达式如下:

其中,τj_theo为理论力矩,M(q)为惯量矩阵,为哥氏力和离心力矩阵,G(q)为重力矩阵,为摩擦力矩阵,q为角位移,为角速度,为角加速度。

4.根据权利要求3所述的机器人碰撞检测方法,其特征在于,所述根据所述第一电机力矩和所述理论力矩,得到所述关节的第一外力矩,包括:

根据下述公式计算所述关节的第一外力矩:

τj_applied1=τj_m1j_theo

其中,τj_applied1为第一外力矩,τj_m1为第一电机力矩,τj_theo为理论力矩。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的机器人碰撞检测方法,其特征在于,所述预设观测器模型为:

其中,τj_applied2为第二外力矩,K0为常数,为t时刻对惯量矩阵M(q)的估算,Tm为第一电机力矩,为t时刻对的估算,r为观测力矩,r初始值为0,为t时刻的关节角速度,为初始的关节角速度,为哥氏力和离心力矩阵,G(q)为重力矩阵,为摩擦力矩阵。

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