一种轻型模块化协作机器人碰撞检测算法

摘要：

为了实现人与协作机器人的安全协作,提出了一种不增加额外传感器和改变控制系统复杂性的碰撞检测算法.基于动力学模型和动量偏差构造了一个2阶外力矩观测器以实现对关节外力矩实际值的观测,并对观测值进行滤波处理,减小系统采样噪声对观测值的影响.考虑到关节外力矩包含外部碰撞力等效作用在关节上的力矩和谐波减速器产生的关节摩擦力矩,采用Stribeck摩擦模型对观测值中的关节摩擦力矩部分进行辨识,使观测值只受外部碰撞力影响.最后,基于一类轻型模块化协作机器人对该算法进行了仿真与实验,结果表明:观测值能够实时跟随外力矩变化,机器人正常运行时其保持在预设的阈值范围内,发生碰撞时发生突变超出阈值,从而验证了该算法的正确性.

关键词：协作机器人、碰撞检测、外力矩观测器、动量偏差、摩擦辨识

所属期刊栏目：50

分类号：TP242.2(自动化技术及设备)

资助基金：天津市智能制造重大专项项目16ZXZNGX00140.Supported bythe Major Projects of Tianjin Intelligent Manufacturing Science and Technology16ZXZNGX00140

在线出版日期：2017-12-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1140-1147