[发明专利]一种面向未知环境的六自由度机器人力控方法

权利要求书

1.一种面向未知环境的六自由度机器人力控方法，其特征在于，所述控制方法具体步骤如下：

步骤S10，获取力传感器零点数据、机器人腕部工具重力及重心坐标，确定机器人腕部工具与环境接触时产生的真实力与力矩；

步骤S20，通过机器人腕部工具与环境接触时产生的真实力与力矩，确定机器人末端运动的位控方向和力控方向；

步骤S30，获取机器人运动的参考轨迹，确定阻抗控制模型，完成机器人力控作业。

2.根据权利要求1所述的一种面向未知环境的六自由度机器人力控方法，其特征在于，所述步骤S10的具体过程如下：

步骤S101，在机器人腕部安装工具后，获取机器人在N(N＞3)个不同位姿下的力传感器实际测得的力与力矩；

步骤S102，根据所述机器人的安装位置，确定机器人基坐标系，根据所述力传感器相对于所述机器人基坐标系的位置，确定力传感器坐标系，根据所述力传感器坐标系和所述机器人基坐标系，确定所述力传感器坐标系与机器人基坐标系的对应关系；

步骤S103，根据所述机器人腕部工具重力在机器人基坐标系的分力和所述力传感器坐标系与机器人基坐标系的对应关系，确定所述机器人腕部工具重力在力传感器坐标系上分力的对应关系；

步骤S104，根据力传感器实际测得的力和机器人腕部工具重力在力传感器坐标系上分力的对应关系，确定力传感器的零点力和所述机器人腕部工具重力分别在力传感器坐标系上的分力；

步骤S105，根据所述机器人腕部工具重力分别在力传感器坐标系上的分力和力传感器实际测得的力，确定所述机器人腕部工具重力；

步骤S106，根据所述力传感器实际测得的力与力矩和所述机器人腕部工具重心在所述力传感器上的坐标，确定所述机器人腕部工具重心在所述力传感器坐标系上的坐标；

步骤S107，根据所述力传感器的零点力和机器人腕部工具重心在所述力传感器坐标系上的坐标，确定力传感器的零点力矩；

步骤S108，根据所述力传感器的零点力与力矩和机器人腕部工具重力在传感器产生的力与力矩，确定机器人腕部工具与外界环境接触时产生的真实力与力矩。

3.请根据权利要求1所述的一种面向未知环境的六自由度机器人力控方法，其特征在于，所述步骤S20的具体过程如下：

步骤S201，根据机器人腕部工具与外界环境接触时产生的真实力与力矩，确定机器人腕部工具与环境接触时产生的法向接触力、切向接触力以及所述法向接触力与竖直方向的夹角；

步骤S202，根据所述法向接触力与竖直方向的夹角，确定接触点处的单位法向量和单位切向量。

4.请根据权利要求1所述的一种面向未知环境的六自由度机器人力控方法，其特征在于，所述步骤S30的具体过程如下：

步骤S301，根据所述接触点处的单位法向量和单位切向量，确定机器人运动时的位置控制方向和力控制方向；

步骤S302，根据所述法向接触力与法向位移，确定未知环境的刚度数据；

步骤S303，根据所述位置控制方向、力控制方向、法向期望接触力和法向接触力，确定机器人力控作业所需的参考轨迹；

步骤S304，根据所述机器人力控作业所需的参考轨迹，确定机器人力控作业的阻抗控制模型，并选取合适的模型参数，使机器人产生满足要求的运动序列。