北京工业大学李睿获国家专利权
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龙图腾网获悉北京工业大学申请的专利一种工业机器人负载参数静态辨识及辨识位姿优化方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115933374B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-24发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211265834.6,技术领域涉及:G05B13/04;该发明授权一种工业机器人负载参数静态辨识及辨识位姿优化方法是由李睿;董稷坤;丁宁设计研发完成,并于2022-10-17向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种工业机器人负载参数静态辨识及辨识位姿优化方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种工业机器人负载参数静态辨识方法,属于工业机器人技术领域。本发明致力于解决工业机器人负载动力学参数辨识中设计辨识轨迹复杂以及动态辨识测量误差大的问题。根据工业机器人运动学模型以及力与力矩平衡方程建立关节驱动力矩‑负载参数模型,以辨识矩阵条件数为优化目标求解辨识位姿组,根据优化计算得到辨识位姿组控制工业机器人运动到指定位姿,采集关节力矩以及关节角度信息。根据实验测量数据以及建立的数学模型,使用加权最小二乘法估计负载参数。本方法降低了负载参数辨识的复杂性以及提高了辨识精度。
本发明授权一种工业机器人负载参数静态辨识及辨识位姿优化方法在权利要求书中公布了:1.一种工业机器人负载参数静态辨识及辨识位姿优化方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤1:使用改进的DH模型建立工业机器人运动学模型,首先定义连杆坐标系,再通过连杆长度ai、连杆扭转角αi、连杆偏移量di、关节角θi这四个参数描述连杆坐标系转Ci换到连杆坐标系Ci+1的转换关系,转换关系表达式如下: Transx,ai表示沿坐标系的x轴平移距离amm,Rotx,αi表示绕坐标系x轴旋转α°,Transz,di表示沿坐标系的z轴平移距离dmm,Rotz,θi表示绕坐标系的z轴旋转θ°;步骤2:推导驱动力矩与负载重力、重心关系,算工业机器人静态情况加速度递推关系式: 其中表示在连杆坐标系Ci下该坐标系原点的加速度, 由力与力矩平衡方程可以列出负载对机器人法兰盘处施加的力与力矩: Mload=rm×Fload 其中mload表示负载的质量,rm=[rx,ry,rz]T表示在机器人末端坐标系下负载的重心坐标, 由力雅可比矩阵可以将负载对机器人法兰盘处施加的力与力矩转换为关节空间的负载驱动力矩: 其中,Aload为辨识参数的系数矩阵,pload=[mloadrx,mloadry,mloadrz,mload]T为待辨识的负载惯性参数, 通过采集多个辨识位姿数据列出辨识方程组: 步骤3:选取负载参数辨识位姿,以优化回归矩阵的条件数为目标选取位姿,公式如下: mincondAload,A qi,min≤qit≤qi,max,i=3,4,6 qit=const,i=1,2,5 步骤4:按照优化得到的测量点执行负载辨识运动,采集关节力矩以及关节位置,根据步骤2中建立的负载参数模型估计负载参数。
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