| 发明名称 | 基于六维力传感器的机械臂碰撞检测与响应方法 | ||
| 摘要 | 本发明公开了一种基于六维力传感器的机械臂碰撞检测与响应方法，该方法在机械臂末端法兰与负载之间设置六维力传感器，按照设定的采样频率不断采集传感器的测量数据；机械臂的控制系统通过负载的重力补偿得到外部作用对机械臂负载的力<img file="DDA0000652674830000011.GIF" wi="54" he="56" />与力矩<img file="DDA0000652674830000012.GIF" wi="88" he="80" />分别在机械臂带动负载做平移运动或旋转运动时，根据预先内设的力常数阈值F<sub>s</sub>和力矩常数阈值M<sub>s</sub>进行碰撞检测，根据机械臂预置线速度/角速度与外部力/力矩的相对方向控制相应的运动。本发明通过使用六维力传感器检测碰撞，检测精度高，响应速度快；通过消除负载重力及负载姿态的影响，对于重量较大的负载仍能灵敏的检测碰撞；一旦碰撞发生后可立即停止使碰撞进一步加剧的运动，而允许相反方向的运动，方法合理实用。 | ||
| 申请公布号 | CN104626171A | 申请公布日期 | 2015.05.20 |
| 申请号 | CN201510006024.2 | 申请日期 | 2015.01.07 |
| 申请人 | 北京卫星环境工程研究所 | 发明人 | 胡瑞钦;傅浩;刘宏阳;张立建;于兆吉;易旺民;唐赖颖;贺云;卫月娥;张成立;顾磊 |
| 分类号 | B25J13/08(2006.01)I;B25J19/06(2006.01)I | 主分类号 | B25J13/08(2006.01)I |
| 代理机构 | 代理人 | ||
| 主权项 | 基于六维力传感器的机械臂碰撞检测与响应方法，包括如下步骤：1)在机械臂末端法兰与负载之间设置六维力传感器，六维力传感器与机械臂控制系统进行电连接，控制系统按照设定的采样频率不断采集六维力传感器的测量数据；2)六维力传感器实时感测作用在其上的力与力矩值并传送给控制系统，控制系统通过负载的重力补偿得到外部作用对机械臂负载的力<img file="FDA0000652674800000011.GIF" wi="58" he="72" />与力矩<img file="FDA0000652674800000012.GIF" wi="95" he="85" />3)在机械臂带动负载做平移运动时，控制系统得到将要输出给机械臂执行的负载平移速度为<img file="FDA0000652674800000013.GIF" wi="69" he="91" />并根据预先内设的力常数阈值F<sub>s</sub>进行碰撞检测与响应，如果a)<img file="FDA0000652674800000014.GIF" wi="198" he="124" />时，机械臂执行平移速度<img file="FDA0000652674800000015.GIF" wi="69" he="89" />如果b)<img file="FDA0000652674800000016.GIF" wi="199" he="125" />且<img file="FDA0000652674800000017.GIF" wi="54" he="77" />与<img file="FDA0000652674800000018.GIF" wi="45" he="74" />的夹角大于90°时，机械臂停止运动；如果c)<img file="FDA0000652674800000019.GIF" wi="197" he="124" />且<img file="FDA00006526748000000110.GIF" wi="54" he="77" />与<img file="FDA00006526748000000111.GIF" wi="40" he="73" />的夹角小于等于90°时，机械臂执行速度<img file="FDA00006526748000000112.GIF" wi="69" he="90" />4)在机械臂带动负载做旋转运动时，控制系统得到将要输出给机械臂执行的负载转动角速度为<img file="FDA00006526748000000113.GIF" wi="81" he="92" />并根据预先内设的力矩常数阈值M<sub>s</sub>进行碰撞检测与响应：如果a)<img file="FDA00006526748000000114.GIF" wi="223" he="131" />时，机械臂执行角速度<img file="FDA00006526748000000115.GIF" wi="82" he="94" />b)<img file="FDA00006526748000000116.GIF" wi="222" he="132" />且<img file="FDA00006526748000000117.GIF" wi="76" he="74" />与<img file="FDA00006526748000000118.GIF" wi="56" he="77" />的夹角大于90°时机械臂停止运动；c)<img file="FDA00006526748000000119.GIF" wi="224" he="125" />且<img file="FDA00006526748000000120.GIF" wi="68" he="76" />与<img file="FDA00006526748000000121.GIF" wi="56" he="77" />的夹角小于等于90°时机械臂执行速度<img file="FDA00006526748000000122.GIF" wi="90" he="86" /> | ||
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