[发明专利]一种基于双光电编码器检测外力的方法

摘要

本发明提供一种基于双光电编码器检测外力的方法，包括以下步骤：S1分别测量出所述驱动电机输出端转动角度x₁和所述谐波减速器输入端转动角度x₂；S2计算出所述关节模块的角度变化量Δx＝x₁‑x₂，并计算出所述驱动电机输出的总力矩T＝kΔx；S3建立所述关节模块的动力学方程S4设计力矩观测器如下：S5调节参数β₁和β₂，使z₁和z₂均收敛，收敛时z₂的值即为所述关节模块所受外力力矩T_l。本发明的有益效果：无需使用力传感器，就可以检测协作机器人所受外力，使得该方法易于实现，且降低了协作机器人外力检测的成本。

主权项

1.一种基于双光电编码器检测外力的方法，用于检测协作机器人关节模块所受外力，所述关节模块包括驱动电机和谐波减速器，所述驱动电机输出端连接所述谐波减速器输入端，其特征在于，包括以下步骤：S1分别测量出所述驱动电机输出端转动角度x1和所述谐波减速器输入端转动角度x2；S2计算出所述关节模块的角度变化量Δx＝x1‑x2，并计算出所述驱动电机输出的总力矩T＝kΔx，其中k为所述驱动电机的力矩系数；S3建立所述关节模块的动力学方程化简可得其中J为转动惯量，ω为所述关节模块转动角速度，Tl为所述关节模块所受外力力矩，G为所述关节模块的重力距；S4设计力矩观测器如下：其中e为力矩观测误差，z1为转动角速度ω的估计值，z2为所述关节模块所受外力力矩的估计值，β1和β2为所述力矩观测器的参数，令u等于所述关节模块输入，即u＝Δx，令x等于转动角速度ω；S5调节参数β1和β2，使z1和z2均收敛，收敛时z2的值即为所述关节模块所受外力力矩Tl。