机器人带未知负载条件下的碰撞检测算法

作     者：李智靖 叶锦华 吴海彬 LI Zhijing;YE Jinhua;WU Haibin

作者机构：福州大学机械工程及自动化学院福建福州350116 

基　　金：国家重点研发计划(2018YFB1308603) 国家自然科学基金(51575111,51605093) 

出 版 物：《机器人》 (Robot)

年 卷 期：2020年第42卷第1期

页      码：29-38页

摘      要：未知负载会增大机器人模型误差,对碰撞检测产生严重干扰,甚至导致算法失效.为此,本文提出了一种适用于机器人带负载工作情况的碰撞检测算法.首先,基于机器人广义动量设计具有带通滤波特性的新型力矩观测器,通过对机器人动力学频域特性进行分析,得到机器人动力学模型与关节运行速度对应的最大频率阈值,确定带通力矩观测器的参数.然后,利用带通力矩观测器对关节力矩信号进行滤波,提高碰撞检测算法对机器人模型误差的容忍度.最后,通过人与机器人交互实验进一步验证了该碰撞检测算法的有效性.实验结果表明,该算法与已有的算法相比具有更好的鲁棒性,可满足机器人带未知负载0~2 kg的工作需求.

主 题 词：机器人安全 未知负载 频域分析 带通力矩观测器 碰撞检测 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0804[工学-材料学] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.13973/j.cnki.robot.190169

馆 藏 号：203884826...