[发明专利]一种机器人一体化关节摩擦特性的建模方法和系统

权利要求书

1.一种机器人一体化关节摩擦特性的建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.获取机器人一体化关节空载和负载状态下导致的摩擦转矩；

S2.确定影响机器人一体化关节摩擦特性的因素，忽略某些因素之间的耦合性，对空载和负载状态下导致的摩擦转矩解耦；

S3.分析各种因素对摩擦特性的影响，分别建立单一因素影响下导致的摩擦模型；

S4.将单一因素影响下导致的摩擦模型进行线性叠加，得到全部因素影响下的综合摩擦模型。

2.根据权利要求1所述的机器人一体化关节摩擦特性的建模方法，其特征在于，所述步骤S2中影响机器人一体化关节摩擦特性的因素包括一体化关节输出端转速、一体化关节几何传动误差、一体化关节负载转矩。

3.根据权利要求1所述的机器人一体化关节摩擦特性的建模方法，其特征在于，所述步骤S2中忽略某些因素之间的耦合性具体为，假设几何传动误差在空载和负载状态下对摩擦特性的影响相同，忽略几何传动误差和转速对摩擦特性的耦合性，忽略几何传动误差和负载对摩擦特性的耦合性。

4.根据权利要求1所述的机器人一体化关节摩擦特性的建模方法，其特征在于，所述一体化关节输出端转速是通过改变关节内部谐波减速器啮合齿间的润滑膜厚度来改变摩擦转矩，所述一体化关节几何传动误差是通过改变关节内部谐波减速器柔轮和刚轮的啮合状态来改变摩擦转矩，并且使其呈现周期性变化，所述一体化关节负载转矩是通过改变关节内部谐波减速器啮合齿对间的法向载荷和啮合齿对间的真实接触面积来改变摩擦转矩。

5.根据权利要求1所述的机器人一体化关节摩擦特性的建模方法，其特征在于，所述步骤S3的具体步骤如下：

忽略几何传动误差、负载转矩对摩擦特性的影响，分析输入端转速对摩擦特性的影响，建立输入端转速导致的摩擦转矩的数学模型；

忽略输入端转速、负载转矩对摩擦特性的影响，分析几何传动误差对摩擦特性的影响，建立几何传动误差导致的摩擦转矩的数学模型；

忽略几何传动误差对摩擦特性的影响，分析负载转矩、输入端转速对摩擦特性的影响，建立负载转矩导致的摩擦转矩的数学模型。

6.根据权利要求1所述的机器人一体化关节摩擦特性的建模方法，其特征在于，所述建立几何传动误差导致的摩擦转矩的数学模型的具体步骤如下：

获取空载状态下不同输入端角位置时摩擦转矩的测量信息；

应用函数拟合方法建立几何传动误差导致的摩擦转矩的数学模型。

7.根据权利要求1所述的机器人一体化关节摩擦特性的建模方法，其特征在于，所述建立负载转矩导致的摩擦转矩的数学模型的具体步骤如下：

获取不同负载状态下不同输入端转速时摩擦转矩的测量信息；

应用函数拟合方法建立负载转矩导致的摩擦转矩的数学模型。

8.一种机器人一体化关节摩擦特性的建模系统，其特征在于，该系统包括摩擦转矩获取模块、确定影响摩擦的因素及摩擦解耦模块、单一因素影响下建模模块、综合摩擦模型建模模块；

摩擦转矩获取模块，用于获取机器人一体化关节各种影响因素导致的摩擦转矩；

确定影响摩擦的因素及摩擦解耦模块，用于确定影响摩擦特性的因素，对测量的关节摩擦进行解耦；

单一因素影响下建模模块，用于分析各种因素单独对摩擦特性的影响，基于分析建立单一因素影响下导致的摩擦模型；

综合摩擦模型建模模块，用于将单一因素影响下导致的摩擦模型进行线性叠加，得到全部因素影响下的综合摩擦模型。