[发明专利]半球形机器人柔软指尖结构的刚度辨识与接触力计算方法

摘要

本发明涉及一种半球形机器人柔软指尖结构的刚度辨识及接触力计算方法。柔软指尖结构由正半球形状的弹性半球体，以及硬质底板组成。弹性半球体在与硬质物件的载荷面接触时发生变形，并沿载荷面紧密贴合，形成接触面。构建了以弹性半球体球心为原点的球坐标系，给出了刚度辨识实验方法，其步骤为将载荷面分别沿球坐标系各轴方向进给，同时测量各轴向的接触力，再对所构建的接触力模型进行拟合以获取参数，进而辨识得到接触面在球坐标系不同坐标轴的刚度模型。描述了基于辨识得到的空间刚度模型来计算接触力的基本方法。本发明为半球形状的机器人柔软指尖结构的控制与应用提供了基础模型与方法。

主权项

1.一种半球形状的机器人柔软指尖结构的空间刚度辨识与接触力计算方法，其特征在于：/n所述机器人柔软指尖结构，指在机器人手指的高硬度末端指节上，增加软性材料；/n所述半球形状的机器人柔软指尖结构，由弹性半球体和硬质底板组成；所述硬质底板，与所述弹性半球体的底面固连；/n所述弹性半球体，是形状为正半球形状的整块柔软材料，其球体半径为R，其底面为圆形，圆心标记为o；/n所述半球形状的机器人柔软指尖结构，其弹性半球体在与硬质物件接触时发生变形，并与所述硬质物件间沿硬质物件的表面紧密贴合，形成接触面，将所述硬质物件的表面定义为载荷面；/n将垂直于所述弹性半球体的底面，且经过o点的轴线设置为所述半球形状的机器人柔软指尖结构的Z轴，在所述弹性半球体的底面平面中，定义经过o点且相互垂直的两条直线分别为X轴和Y轴；所述X轴、Y轴、Z轴，共同构成所述半球形状的机器人柔软指尖结构的空间笛卡尔坐标系；/n定义球心在所述o点的球坐标系，并使用所述接触面的几何中心点的球坐标