上海交通大学庄春刚获国家专利权
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龙图腾网获悉上海交通大学申请的专利考虑机器人基座安装倾角的动力学参数同步辨识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:CN119217369B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-17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:202411455664.7,技术领域涉及:B25J9/16;该发明授权考虑机器人基座安装倾角的动力学参数同步辨识方法是由庄春刚;沈之楷;胡鸿波设计研发完成,并于2024-10-18向国家知识产权局提交的专利申请。
本考虑机器人基座安装倾角的动力学参数同步辨识方法在说明书摘要公布了:一种考虑机器人基座安装倾角的动力学参数同步辨识方法,初始化参数,采集传感器信号并提取得到各关节的加速度后根据基座模型观测矩阵和力旋量向量计算得到基座力传感信息的残差关于机器人安装倾角的雅可比矩阵,再更新机器人安装倾角、耦合矩阵参数以及动力学模型参数后,通过判断前后两次迭代得到结果差是否小于给定阈值的方式判断机器人安装倾角是否收敛,当收敛时重新计算计算机器人安装倾角对应的机器人基坐标下重力加速度向量及其雅可比矩阵,否则利用不同的轨迹验证辨识得到的模型的正确性。本发明利用基座附加力力矩传感器的工业机器人系统,扩展辨识了机器人的安装倾角并原位标定了力传感器的耦合参数并实现机器人在任意安装倾角下的动力学参数辨识,显著提升了工业机器人在不同安装倾角下的基于动力学模型的整机运动控制性能。
本发明授权考虑机器人基座安装倾角的动力学参数同步辨识方法在权利要求书中公布了:1.一种考虑机器人基座安装倾角的动力学参数同步辨识方法,其特征是,具体包括: 步骤一,准备数据:采集各个外部传感器数据以及关节编码器反馈位置;让机器人跟踪事先优化好的激励曲线,同时记录外部传感器采集到的数据和编码器反馈位置,然后用零相位延迟的滤波器和中值差分滤波器对反馈位置进行滤波和差分得到关节速度和关节加速度,得到共50000个数据点; 步骤二,初始化机器人安装倾角,安装倾角初始化为; 步骤三,初始化额外附带机器人基座力学参数的动力学模型参数以及设置于机器人基座的力传感器的耦合矩阵参数为零向量; 步骤四,计算基座力传感器各个数据点拼合而成的力旋量矩阵,其中:,为第个数据点的外部力传感器信息,为外部力传感器信息的第个元素,为六阶单位矩阵; 步骤五,计算机器人安装倾角对应的机器人基坐标下重力加速度向量,其中:为重力加速度的大小; 步骤六,计算各个机器人运动相关数据点以及拼合而成的基座模型观测矩阵为机器人单个数据点基于基座信息的观测矩阵,为第个数据点的外部力传感器信息; 步骤七,计算各个机器人运动相关数据点以及机器人质量计算并拼合而成的力旋量向量为机器人的总质量; 步骤八,计算设置于机器人基座的力传感器的耦合矩阵参数的中间值,其中:,为正则项常数,为单位矩阵; 步骤九,计算附带机器人基座力学参数的动力学模型参数的中间值,其中:; 步骤十,在步骤八和九中计算得到的参数下,计算基座力传感信息的残差; 步骤十一,计算残差关于机器人安装倾角的雅可比矩阵,其中:为Frechet导数算子; 步骤十二,更新机器人安装倾角,其中:为优化算法中的常数; 步骤十三,更新设置于机器人基座的力传感器的耦合矩阵参数,其中:和通过计算得到; 步骤十四,更新附带机器人基座力学参数的动力学模型参数; 步骤十五,判断机器人安装倾角是否收敛,当收敛转到步骤五,否则到步骤十六,收敛判断为:两次迭代得到结果差是否小于给定阈值0.001; 步骤十六,通过辨识得到的安装倾角以及模型基座六维力旋量验证辨识参数,具体操作为:将辨识得到的安装倾角与实际测量到的安装倾角对比,利用辨识参数计算机器人在验证轨迹上的基座六维力旋量并与机器人在验证轨迹运动后实际测得的基座六维力旋量对比。
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