[发明专利]一种基于力反馈的机器人实时运动规划方法

权利要求书

1.一种基于力反馈的机器人实时运动规划方法，其特征在于步骤如下：

(1)利用六维力传感器进行数据采集，经重力补偿及坐标变换后获取机械臂基坐标系下X，Y，Z轴的分作用力f_X，f_Y，f_Z，并根据分作用力f_X，f_Y，f_Z获取机械臂基坐标系下的外部作用力f；

(2)根据步骤(1)所得外部作用力f建立外部作用力与机械臂基坐标系下周期姿态目标修正量分段映射关系f(f、v_a、f₁、f₂)；

其中，f₁，f₂分别为函数分段数据阈值；

(3)根据步骤(2)所得映射关系f(f、v_a、f₁、f₂)确定周期修正速度v_a，根据步骤(1)所得分作用力f_X，f_Y，f_Z与外部作用力f的比值，分别映射至X、Y、Z轴上，获取各轴力与周期姿态目标修正量的映射关系f₁(f、f_x、v_ax)、f₂(f、f_Y、v_aY)、f₃(f、f_Z、v_aZ)；

(4)确定机械臂基坐标系下，机械臂三轴各自稳定运行情况下周期姿态修正量增量Δv_X，Δv_Y，Δv_Z，选取最小值Δv并确定对应轴的外部作用力值f_A；

(5)根据步骤(4)中选定的最小值Δv及其外部作用力值f_A、步骤(1)中分作用力f_X，f_Y，f_Z计算X、Y、Z轴的周期姿态修正量插补步幅基数v_bX，v_bY，v_bZ；

(6)根据各轴每周期累计插补步数Step_X，Step_Y，Step_Z与步骤(5)所得周期姿态修正量插补步幅基数计算三轴当前周期姿态累积插补修正量v_sX，v_sY，v_sZ；

(7)对步骤(6)所得三轴当前周期姿态累积插补修正量分别进行判断，若各轴当前周期姿态累积插补修正量大于该轴周期姿态目标修正量，则通过插补步数随运行周期逐步递减至实时周期姿态目标修正量，否则逐步递增至实时周期姿态目标修正量。

2.根据权利要求1所述的一种基于力反馈的机器人实时运动规划方法，其特征在于：所述步骤(1)中，六维力传感器所在的六维力传感器坐标系与机械臂工具坐标系X、Y轴分别重合，所述外部作用力的计算方法为：利用基坐标系下六维力传感器测量值减去机械臂末端负载重力、六维力传感器静态误差值后获得。

3.根据权利要求1所述的一种基于力反馈的机器人实时运动规划方法，其特征在于：所述步骤(2)中，映射关系f(f、v_a、f₁、f₂)具体为：

式中，k1，k2，k3分别为力位转换比例因子，v_a为周期修正速度，其中：

若外部作用力f小于数据计算阈值f₁，则舍弃该数值并返回步骤(1)重新采集下一组数据，否则根据步骤(2)中映射关系建立力位映射转换。