针对机器人直接示教应用场景,提出机器人柔性关节系统在连杆侧无传感器下的零力控制方法.引入动态LuG-re摩擦模型进行关节摩擦力矩估计,采用2段四次多项式建立柔性关节系统刚度模型,基于广义动量观测关节力矩.该方法利用刚度逆模型以及关节力矩估算谐波减速器扭转位移,结合谐波减速器运动传递特性估计连杆侧角度并计算重力矩,利用连杆动力学方程估计接触力矩.构建期望的电机驱动力矩(包含估计的重力矩、摩擦力矩与接触力矩),通过对该期望电机驱动力矩的跟踪实现零力控制.在搭建的机器人柔性关节系统实验平台上进行实验.实验结果表明,完成相同的拖动示教过程时,该方法所需要的接触力矩约为1.8 N·m.基于重力矩与摩擦力矩补偿的零力控制方法需要接触力矩约为3.4 N·m.功率级脱离示教所需要的接触力矩约为14 N·m,验证了所提方法的实际效果.
人机交互 零力控制 摩擦补偿 重力补偿 柔性关节