[发明专利]一种基于力传感器的机器人末端接触力补偿方法及系统

权利要求书

1.一种基于力传感器的机器人末端接触力补偿方法，其特征在于，包括：

步骤S100、计算六维力传感器的精度，判断六维力传感器的精度是否满足工艺需求；计算六维力传感器各轴力耦合度，判断六维力传感器各轴力耦合度是否满足工艺需求；

步骤S200、当六维力传感器的精度和各轴力耦合度满足工艺需求时，获取不少于三组机器人工具末端在不同姿态下的六维力传感器读数，利用最小二乘法计算出工具重力和传感器零点；

步骤S300、当六维力传感器与外界环境接触时，计算工具末端接触力；

步骤S400、将传感器零点、工具重力以及工具末端接触力作为六维力传感器的补偿量；

所述步骤S100中，计算六维力传感器的精度，判断六维力传感器的精度是否满足工艺需求，包括：

读取六维力传感器当前三维力和三维力矩读数；

将六维力传感器调整到设定位置上，并记录每个设定位置上的三维力Fx、Fy、Fz的稳定波形；其中，六维力传感器的设定位置分别为：第一设定位置：X+轴朝上，Z轴保持水平姿态；第二设定位置：X+轴朝下，Z轴保持水平姿态；第三设定位置：Y+轴朝上，Z轴保持水平姿态；第四设定位置：Y+轴朝上，Z轴保持水平姿态；第五设定位置：Z轴竖直朝上，X、Y轴保持水平姿态；第六设定位置：Z轴竖直朝下，X、Y轴保持水平姿态；

在六维力传感器处于第一设定位置、第三设定位置、第五设定位置时，不加任何外部力的情况下，通过每个姿态下的X、Y、Z三个轴的读数计算三轴之间的耦合度，最后将三个设定位置下的耦合度取平均值，得到平均耦合度；

根据平均耦合度判断六维力传感器的各轴力耦合度是否满足工艺生产要求。

2.根据权利要求1所述的一种基于力传感器的机器人末端接触力补偿方法，其特征在于，所述步骤S100中，计算六维力传感器各轴力耦合度，判断六维力传感器各轴力耦合度是否满足工艺需求，包括：

通过以下公式计算6个设定位置在稳定姿态下三个方向力的平均值Fxa，Fya，Fza：

Fxa＝(Fx1+Fx2+Fx3+Fx4+Fx5+Fx6)/6

Fya＝(Fy1+Fy2+Fy3+Fy4+Fy5+Fy6)/6

Fza＝(Fz1+Fz2+Fz3+Fz4+Fz5+Fz6)/6

取每个轴上最大值Fxmax、Fymax、Fzmax和最小值Fxmin、Fymin、Fzmin，通过以下公式计算得出F_X、F_Y、F_Z、F_x、F_y、F_z：

FX＝Fxmax-FxaFx＝Fxmin-Fxa

FY＝Fymax-FyaFy＝Fymin-Fya

FZ＝Fzmax-Fza，Fz＝Fzmin-Fza

根据至少三组计算结果得到平均值

通过公式S＝|G1-G2|计算精度偏差，其中，

若精度偏差S在设定阈值以内，则判定六维力传感器精度满足工艺需求。