[发明专利]基于六维力传感器的碰撞位置感知方法

摘要

本发明涉及基于六维力传感器的碰撞位置感知方法，包括以下步骤：在机械臂的第一关节与基座之间安置六维力传感器；将六维力传感器反馈的力和力矩信息代入含有重力补偿和动力学补偿的力分析总体方程，得到碰撞点的作用力和力矩；根据碰撞点的作用力和力矩得到碰撞点在基坐标系的位置。本发明可快速、方便、准确地实现机械臂上点接触的位置信息计算，使机器人具有更强的环境适应能力。

主权项

1.基于六维力传感器的碰撞位置感知方法，其特征在于包括以下步骤：1)在机械臂的第一关节与基座之间安置六维力传感器；2)将六维力传感器反馈的力和力矩信息代入考虑机械臂重力和运动学影响的力分析总体方程，得到碰撞点的作用力和力矩；3)根据碰撞点的作用力和力矩得到碰撞点在基坐标系的位置；所述力分析总体方程为： f = f 0 + f c B + f B d m = τ 0 + τ c B + τ B d ]]>f和m分别为六维力传感器测量的力和力矩；f0和τ0分别为仅考虑重力影响下机械臂的重力补偿和重力力矩补偿；fcB和τcB分别为不考虑重力影响及机械臂运动的动力学影响下、基于基坐标系原点的碰撞点的作用力和力矩；fBd和τBd分别为表示仅考虑动力学补偿的力补偿和力矩补偿；所述根据碰撞点的作用力和力矩得到碰撞点在基坐标系的位置通过对下述公式求解得到： f c B m c B = M ( T ( p ‾ T T B c ) 3 , 1 ) T ( T ( c ‾ n T B c ) 3 , 1 ) ]]>fcB和τcB分别为不考虑重力影响及机械臂运动的动力学影响下、基于基坐标系原点的碰撞点的作用力和力矩；M为关系矩阵；表示碰撞点在碰撞点坐标系的位置；表示碰撞点在基坐标系的位置；表示由碰撞点坐标到基坐标的变换矩阵；T(·)3,1表示取矩阵的前3行前1列的元素。