基于工业机器人动力学模型的差分力矩偏差碰撞检测方法

作者：张振宇; 钟佩思^*; 张超; 王祥文; 刘梅; 孙钰雁

来源：制造技术与机床, 2023, (03): 163-172.

DOI：10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.03.022

• 碰撞检测
• 参数辨识
• 力矩偏差
• 差分

针对工业机器人的碰撞检测问题，提出一种基于工业机器人动力学模型的差分力矩偏差碰撞检测方法。采用基于惩罚函数的自适应遗传算法计算动力学参数辨识中的最优激励轨迹；采用自适应学习率的单层神经网络实现机器人动力学参数辨识，得到机器人动力学模型；利用该动力学模型和工业机器人自身携带传感器及驱动电流信号等计算预测力矩和实际力矩的力矩偏差，对力矩偏差进行向后一阶差分和向后二阶差分，从而将工业机器人碰撞区分为有意碰撞和无意碰撞，实现机器人碰撞检测并触发相应的避撞机制，避免造成设备及人员损坏。用6R工业机器人进行实物碰撞检测验证，实验结果表明碰撞检测算法能够有效区分无碰撞、无意碰撞和有意碰撞，提高了工业机器人协同作业的安全性。

• 单位
  青岛海信日立空调系统有限公司; 山东科技大学; 电子工程学院