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申请/专利权人：广州大学

摘要：本说明书实施例提供了一种机械臂末端负载质量辨识方法、系统、设备及介质，该方法包括在机械臂末端设置未知质量的负载；基于拉格朗日法建立六自由度机械臂的带负载动力学模型；规划机械臂运行路径，控制机六自由度机械臂按照期望轨迹运动，采集获取各关节的第一监测数据；建立基于电流的末端负载动力学模型；利用第一监测数据代入带负载动力学模型，计算确定各个关节第一力矩；利用第一监测数据代入末端负载动力学模型，计算确定各个关节第二力矩；根据各个关节的第一力矩与第二力矩建立等式确定负载质量。负载质量的计算是基于机械臂末端设置未知负载条件下建立的动力学模型及基于电流的末端负载动力学模型来进行负载质量的求解，使辨识更准确。

主权项：1.一种机械臂末端负载质量辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：在机械臂末端设置未知质量的负载；基于拉格朗日法建立六自由度机械臂的带负载动力学模型；规划机械臂运行路径，控制机六自由度机械臂按照期望轨迹运动，采集获取各关节的第一监测数据；建立基于电流的末端负载动力学模型；利用第一监测数据中获取的各关节实际位置、实际速度及实际加速度代入带负载动力学模型，计算确定各个关节第一力矩；利用第一监测数据中获取的各关节实际电流代入末端负载动力学模型，计算确定各个关节第二力矩；根据各个关节的第一力矩与第二力矩建立等式确定负载质量；所述基于拉格朗日法建立六自由度机械臂的带负载动力学模型具体如下：设定未知的负载质量为mQ的条件下，负载质量mQ添加至六自由度机械臂末端的连杆质量上，所述带负载动力学模型如下式： 其中，τ为各关节力矩，M为观测矩阵，C为科氏力和离心力项，G为重力项，q为关节位置，为关节速度，为关节加速度；重力项G表达式为： 式中，G为6x1的矩阵，代表各个关节重力大小；g为3×1的重力矢量，表示在基坐标系中的重力加速度；pci为3×1矩阵，表示连杆i的质心在基坐标中的位置矢量；在系统求解过程中，将带负载动力学模型改写为： 式中，W为机器人动力学线性模型中的观测矩阵，表示与动力学参数相对应的系数函数； 表示机械臂第i个连杆的动力学参数矢量，其表达式如下： 其中，mi为第i个连杆质量；Pxi,Pyi,Pzi为第i个连杆质心位置坐标；Ixxi,Iyyi,Izzi为第i个连杆主惯性矩；Ixyi,Ixzi,Iyzi为第i个连杆惯性积；由可知连杆质量m满足线性叠加定理:m＝mi+mQ5；式中，将中其余参数设为机械臂自身参数；所述末端负载动力学模型具体如下是式：τout＝RKI-τw6；其中，τout为各个关节的实际输出力矩，R为齿轮箱减速比，K电机常数，I为实际电流，τw为能量耗散引起的力矩损失；所述根据各个关节的第一力矩与第二力矩建立等式确定负载质量，等式具体为： 求解过程如下：先令y＝τout-τ，得到一个关于质量mQ的线性函数；再通过solve函数求解线性函数，求得机械臂末端负载质量mQ。

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