农业机械学报

作者：张铁,洪景东,刘晓刚

单位：华南理工大学,华南理工大学,桂林航天工业学院,

关键词：工业机器人; 免力矩传感器; 拖动示教; 弹性摩擦模型

基金：国家科技重大专项（2015ZX04005006）和广东省重大科技专项（2014B090921004、2014B090920002）

基于广义动量的外力观测器和导纳控制方案，采用弹性摩擦模型估计关节摩擦力，并对关节起动阶段的摩擦估计值进行规划，实现了免力矩传感器的机器人拖动示教。基于机器人的动力学模型和运动状态，建立了基于广义动量的机器人外力观测器，观测操作者对机器人施加外力。采用导纳控制方案，根据观测的外力生成关节运动轨迹，实现机器人的拖动示教。采用弹性摩擦模型对关节摩擦进行建模，并在模型中引入Stribeck摩擦项，实现关节在低速和静止状态下的摩擦力估计。为解决关节在静止状态下拖动困难的问题，对关节起动阶段的摩擦力估计进行规划，通过短暂增加关节摩擦的估计值以增加关节驱动力矩，从而实现关节的轻松拖动，且起动规划算法不会对机器人关节的其他运动阶段造成影响。实验表明，〖JP3〗采用本文控制方案可有效实现免力矩传感器的工业机器人拖动示教。采用起动规划方案可有效增加关节起动外力和缩短关节起动时间，在起动阶段关节可以短暂产生26?N〖DK〗·m〖JP〗以上的估计力矩，相比未使用规划时关节的起动时间至少可减少70%。同时，关节在起动阶段具有一定的抗干扰能力。

来源：2019年第1期

《农业机械学报》期刊编辑部

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