一种基于卡尔曼滤波器的工业机械臂力/位置混合控制方法

摘要

本发明属于机械臂控制领域，涉及一种基于卡尔曼滤波器的工业机械臂力/位置混合控制方法。本发明包括：在通用工业机械臂的腕部安装六维力/力矩传感器；根据传感器与机械臂末端工具参数，建立实际接触力的数学模型；根据力传感器的测量值，使用卡尔曼滤波器计算实际接触力；根据机械臂六个关节的位置信息，使用正运动学计算机械臂末端的当前位置等。本发明能在线实时估计环境刚度，并有效抑制力传感器中的干扰，增加了柔顺控制的稳定性，可使通用的工业机械臂具有柔顺能力，完成如轮廓跟踪、研磨、去毛刺及装配等多种复杂任务。

主权项

一种基于卡尔曼滤波器的工业机械臂力/位置混合控制方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)在通用工业机械臂的腕部安装六维力/力矩传感器；(2)根据传感器与机械臂末端工具参数，建立实际接触力的数学模型；(3)根据力传感器的测量值，使用卡尔曼滤波器计算实际接触力；(4)根据机械臂六个关节的位置信息，使用正运动学计算机械臂末端的当前位置；(5)根据真实的接触力信息与机械臂末端的当前位置，使用递推最小二乘法实时在线计算接触环境的刚度；(6)并行计算位置控制器与力控制器，得到机械臂末端最终的期望位置，使用六自由度机械臂逆运动学计算机械臂各轴的期望位置；(7)使用工业机械臂运动控制卡的位置跟踪模式，实现通用工业机械臂的力/位置混合控制。