[发明专利]一种六维力传感器的零点校正及重力补偿方法

权利要求书

1.一种六维力传感器的零点校正及重力补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：零点校正及重力补偿参数的求解；

步骤S2：零点校正及重力补偿；

所述零点校正与重力补偿同时进行。

2.根据权利要求1所述的六维力传感器的零点校正及重力补偿方法，其特征在于，所述步骤S1中所述零点校正及重力补偿参数包括：六维力传感器力分量的零点漂移值F₀；六维力传感器力矩分量的零点漂移值T₀；重力在机器人基坐标系下的坐标^BG；末端执行器重心在传感器坐标系下的坐标l。

3.根据权利要求1所述的六维力传感器的零点校正及重力补偿方法，其特征在于，所述步骤S1中所述零点校正及重力补偿参数在记录获得所需数据后，可经计算后一次性获得，上述所需数据包括机器人处于不同姿态下时，机器人末端相对于机器人基座标系的旋转变换以及六维力传感器的读数。

4.根据权利要求1所述的六维力传感器的零点校正及重力补偿方法，其特征在于，所述步骤S1还包括如下步骤：

步骤S11：将机器人移动到合适的初始位姿；

步骤S12：保持机器人的末端的位置不变，随机选取机器人末端的姿态，将机器人移动到该姿态下；

步骤S13：从机器人控制器中读取当前机器人末端的姿态；

步骤S14：从六维力传感器读取当前机器人姿态下的传感器读数；

步骤S15：判断当前已记录的数据组数是否大于等于3组，若当前已记录的数据组数小于3组，则重复进行步骤S12～步骤S14，否则进入下一步骤；

步骤S16：计算零点校正及重力补偿参数：重力在机器人基坐标系下的坐标^BG及六维力传感器力分量的零点漂移值F₀；

步骤S17：计算零点校正及重力补偿参数：末端执行器重心在传感器标坐标系下的坐标l及六维力传感器力矩分量的零点漂移值T₀；

步骤S18：判断步骤S16、步骤S17所计算的零点校正及重力补偿参数F₀、T₀、l、^BG是否满足精度要求，若没有达到所需精度要求，则重复进行步骤S12～步骤S17，直到达到精度要求；

步骤S19：将所求得的零点校正及重力补偿参数保存到存储介质上。

5.根据权利要求4所述的六维力传感器的零点校正及重力补偿方法，其特征在于，所述步骤S14中，从六维力传感器读取的传感器读数包括力分量F及力矩分量T，所述力分量及力矩分量均各自包含x、y、z三个方向的数值。

6.根据权利要求4所述的六维力传感器的零点校正及重力补偿方法，其特征在于，步骤S18中判断是否达到所需精度可由以下误差公式计算：

其中，为步骤S13所记录的机器人姿态，F_i、T_i分别为步骤S14所记录的六维力传感器读数的力分量、力矩分量，F₀、T₀、^BG、l分别为零点校正及重力补偿参数：六维力传感器力分量的零点漂移值、六维力传感器力矩分量的零点漂移值、重力在机器人基坐标系下的坐标、末端执行器重心在传感器坐标系下的坐标。

7.根据权利要求1所述的六维力传感器的零点校正及重力补偿方法，其特征在于，所述步骤S2还包括如下步骤：

步骤S21：从存储介质上加载步骤S1保存的零点校正及重力补偿参数；

步骤S22：从机器人控制器中读取当前机器人末端的姿态；

步骤S23：从六维力传感器读取当前机器人姿态下的传感器读数；

步骤S24：依据步骤S1求解得到的零点校正及重力补偿参数对传感器读数进行零点校正及重力补偿；

步骤S25：判断是否还需进行零点校正及重力补偿，若是，则重复进行步骤S22～步骤S25，否则退出零点校正及重力补偿过程。