基于关节扭矩平衡的机器人末端负载建模及辨识

摘要

针对现有末端负载辨识方法质心参数解耦困难且难以在控制器不开放的机器人上实施的问题，提出了一种基于扭矩平衡的机器人末端负载建模及辨识方法。通过对关节扭矩平衡下的末端负载可辨识条件进行分析，构建了末端负载质量和质心位置的辨识模型。为解耦质量和质心参数，设计了一种依次辨识负载质量，质心位置x、y坐标，质心z坐标的三步辨识策略，并消除了辨识模型中扭矩投影带来的误差项。通过负载辨识的仿真和实验验证了所提方法的有效性，与不开源6自由度机器人自带辨识方法相比，质量辨识平均误差从0.103 kg减小至0.032 kg,质心位置辨识平均误差从50.25 mm减小至4.14 mm;与动力学参数辨识相比，质量辨识的平均误差从0.179 kg减小至0.083 kg,质心位置辨识平均误差从10.13 mm减小至4.33 mm。

关键词

工业机器人 / 末端负载 / 扭矩平衡 / 参数辨识 / 力矩投影

基金资助

国家自然科学基金(52265001); 云南省科技厅基础研究重点项目(202201AS070033)