[发明专利]一种基于触觉与听觉的机械臂柔性装配方法

权利要求书

1.一种基于触觉与听觉的机械臂柔性装配方法，其特征在于，包括以下步骤：

进行标准制定实验，得到接触力矩阵、位置矩阵、响度向量、锐度向量四个参量，以及各参量的允许误差矩阵和向量；

根据接触力矩阵、位置矩阵计算其二阶阻抗控制模型的最佳控制参数矩阵；

在装配过程中实时监测四个参量的数值是否满足允许的误差范围以及接触力与位置参量是否满足其阻抗控制模型，并反馈至控制中心进行实时调整。

2.根据权利要求1所述的一种基于触觉与听觉的机械臂柔性装配方法，其特征在于，在机械臂上安装力传感器、垂直陀螺仪和声音传感器，并进行多次机械臂装配实验，选取装配成功的n次实验，其中，n大于100。

3.根据权利要求2所述的一种基于触觉与听觉的机械臂柔性装配方法，其特征在于，装配成功的每次实验中，由力传感器和垂直陀螺仪采集的数据得到接触力矩阵、位置矩阵，由声音传感器采集的数据得到响度向量与锐度向量。

4.根据权利要求2所述的一种基于触觉与听觉的机械臂柔性装配方法，其特征在于，分别将n次实验的接触力矩阵和位置矩阵代入机械臂的二阶阻抗控制模型：

其中，M_d表示目标惯性矩阵，C_d表示阻尼矩阵，K_d表示刚度矩阵，F_e表示接触力矩阵，X_e表示位置矩阵，X_d表示理想位置；取n次实验中位置矩阵的均值。

5.根据权利要求4所述的一种基于触觉与听觉的机械臂柔性装配方法，其特征在于，基于M_d、C_d、K_d参量的基本初值M_d0、C_d0、K_d0进行经验调节，然后对n次实验中调节后的M_d0、C_d0、K_d0分别取均值，得到机械臂的二阶阻抗控制模型的最佳参数矩阵M_d、C_d、K_d，最佳模型为标准二阶阻抗控制模型M(M_d，C_d，K_d)。

6.根据权利要求5所述的一种基于触觉与听觉的机械臂柔性装配方法，其特征在于，对n次实验中的接触力矩阵和位置矩阵分别取均值，得到标准接触力矩阵F、标准位置矩阵X；对n次实验中的响度向量与锐度向量分别取均值，得到标准响度向量N、标准锐度向量S。

7.根据权利要求5所述的一种基于触觉与听觉的机械臂柔性装配方法，其特征在于，进入装配过程首先判断是否装配完毕，若没有装配完毕，则实时读取触觉数据与听觉数据，得到相应的触觉信息f、x，并得到相应听觉信息n、s；然后将f、x、n、s反馈至控制中心进入下一步；若装配完毕则此次装配过程结束。

8.根据权利要求7所述的一种基于触觉与听觉的机械臂柔性装配方法，其特征在于，判断f、x、n、s是否满足其误差允许范围F1、X1、N1、S1以及f、x是否满足控制模型M(M_d，C_d，K_d)；若满足误差允许范围及控制模型，则继续装配操作；若满足误差允许范围，不满足控制模型，则依次逐量调节f、x。

9.根据权利要求8所述的一种基于触觉与听觉的机械臂柔性装配方法，其特征在于，若存在至少一个参量不满足其误差允许范围，则说明装配异常，控制中心触发报警装置并立即中止装配操作。

10.根据权利要求2所述的一种基于触觉与听觉的机械臂柔性装配方法，其特征在于，所述力传感器为六维力传感器。