[发明专利]一种工业机器人拖动示教方法及系统

权利要求书

1.一种工业机器人拖动示教方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：建立含摩擦力的机器人动力学模型，通过实时计算的实际运动控制量C_R与理论运动控制量C_T，对含摩擦力的机器人动力学模型中的摩擦项进行参数辨识；

步骤S2：基于含摩擦力的机器人动力学模型观测当前机器人所受的关节力矩，利用观测得到的关节力矩计算运动控制量C_M来控制机器人运动，同时采集机器人的实际运动量Q，按照预设的间隔根据运动控制量C_M与机器人的实际运动量Q对含摩擦力的机器人动力学模型进行误差补偿；

其中，步骤S1具体包括以下步骤：

步骤S11：选择激励轨迹驱动机器人运动，采集机器人末端的受力信息进行机器人动力学参数的辨识，获取机器人各关节的动力学参数，包括关节质量、关节质心坐标、关节惯性矩和惯性积，建立无摩擦的机器人动力学方程；

步骤S12：采用无摩擦的机器人动力学方程计算理论关节力矩τ_T：

式中，M(q)表示惯量矩阵，表示关节加速度矢量，表示离心力和哥氏力相关的速度项矩阵，表示关节角速度矢量，G(q)表示重力矢量，τ_i表示关节总力矩，其计算公式为：τ_i＝K_ii，式中的K_i和i分别表示力矩系数和关节电流；其中关节电流由设置在机器人关节上的电流反馈模块采集；

同时采用下式计算实际关节力矩τ_R：

式中，J_n表示相对于机器人工具坐标系的雅可比矩阵，F表示作用于机器人末端的力矢量，该力矢量通过安装于机器人末端的六维力传感器获得，表示机器人工具坐标系在基坐标系下的位姿矩阵，G_tool表示机器人末端工具在基坐标系下的重力矢量；

步骤S13：根据阻抗控制律公式，分别利用实际关节力矩τ_R和理论关节力矩τ_T计算机器人实际运动控制量C_R和理论运动控制量C_T，其中阻抗控制律公式如下：

式中，τ(k)表示关节力矩序列，表示关节速度序列，B_d表示阻尼参数矩阵，M_d表示质量参数矩阵，T表示采样周期，上标号+表示求广义逆矩阵；运动控制量即关节速度序列，当τ(k)使用τ_R代入时，计算出的为实际运动控制量C_R，当τ(k)使用τ_T代入时，计算出的为理论运动控制量C_T；

步骤S14：按预设的采样数采集机器人实际运动控制量C_R与理论运动控制量C_T，利用强化迭代学习过程进行摩擦力模型的参数辨识，获得含摩擦力的机器人动力学模型。