CN109571549A - 一种机器人本体的摩擦力监测方法和系统以及设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及机器人本体领域，公开了一种机器人本体的摩擦力监测方法和系统以及设备。本发明中，所述方法，包括可以根据计算出的机器人本体的摩擦力矩，监测机器人本体的摩擦力的状态是否稳定，在监测到机器人本体的摩擦力的状态不稳定时，提前预判因机器人本体的摩擦力导致的机器人本体产品的使用风险，提示需要提前进行机器人本体产品的保养维护的信息。通过上述方式，能够实现提前预判因机器人本体的摩擦力导致的机器人本体产品的使用风险，在测试中，检验减速机装配的一致性，提示需要提前进行机器人本体产品的保养维护的信息，减小机器人本体产品的无故停机风险和损失，增加机器人本体产品的使用寿命。

Description

一种机器人本体的摩擦力监测方法和系统以及设备

技术领域

本发明实施例涉及机器人本体技术领域，特别涉及一种机器人本体的摩擦力监测方法和系统以及设备。

背景技术

机器人是自动执行工作的机器装置，它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动，它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。

作为中国2025技术前沿的机器人产品，在最近几年得到快速发展，国内研发制造公司如雨后春笋般成立，工业机器人、服务机器人、无人机等逐渐在各行业得到大量推广和应用。对比国外主流机器人公司，我们在控制技术、产品设计及应用等方面已经基本达到国外机器人公司水平。同时，我们也注意到，国内各公司的工艺研究、技术储备、前沿技术开发、测试设备、部件/原材料等方面研究积累不足，使得最终市场应用中口碑、功效还有不小的差距。

在日常机器人监测中，我们发现机器人本体各部件温度主要受手腕负载大小、单轴持续运行时间长短、工序等待时间长短、各部件发热/损耗大小等因素影响。我们知道，机器人的应用通常对运动轨迹和控制精度有重要关联影响，偏差需要控制在微量级别。而基于金属本体各部件热胀冷缩效应，机器人长时间发热对实际控制精度产生非常大的危害。

机器人本体的伺服驱动控制器、伺服电机等发热件属于外露部件，各部件的发热/损耗是可以使用功率分析仪等设备进行监测。机器人本体的摩擦力是指各轴包括运动轴/关节等旋转摩擦力。各轴摩擦力主要由运动轴/关节包括轴承、皮带/轮、减速机等各旋转部件摩擦力组成，与润滑脂润滑效果有一定关系。

摩擦力在机器人本体各关节运动过程中必然存在，它阻滞了关节运动，增加了机械损耗，单位运动时间内，所需的能量更多，引起产品关节组件发热、磨损，影响了产品可靠性和稳定性。机器人本体的摩擦力是机器人本体的各轴包括多个运动轴/关摩擦力的组合，各轴细微的摩擦力是无法用力学测试设备测量，也就是这个力是无法直接测量的。

但是，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

机器人本体的摩擦力是机器人本体的各轴包括多个运动轴/关摩擦力的组合，各轴细微的摩擦力是无法用力学测试设备测量，无法实现提前预判因机器人本体的摩擦力导致的机器人本体产品的使用风险，无法实现提示需要提前进行机器人本体产品的保养维护，减小机器人本体产品的无故停机风险和损失。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种机器人本体的摩擦力监测方法和系统以及设备，能够实现提前预判因机器人本体的摩擦力导致的机器人本体产品的使用风险，在测试中，检验减速机装配的一致性，提示需要提前进行机器人本体产品的保养维护的信息，减小机器人本体产品的无故停机风险和损失，增加机器人本体产品的使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种机器人本体的摩擦力监测方法，包括：

在机器人本体的关节速度处于平衡状态即匀速时，采集预设时间段内机器人本体的伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据；

根据所述采集的伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据，推算得到所述预设时间段内伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值In和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值Ip；

根据所述推算得到的所述预设时间段内伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值In和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值Ip，计算机器人本体的摩擦力矩Tf；

根据所述计算出的机器人本体的摩擦力矩Tf，得出机器人本体的摩擦力的状态曲线图，根据该得出的机器人本体的摩擦力的状态曲线图，监测机器人本体的摩擦力的状态是否稳定，在监测到机器人本体的摩擦力的状态不稳定时，提前预判因机器人本体的摩擦力导致的机器人本体产品的使用风险，提示需要提前进行机器人本体产品的保养维护的信息；其中，机器人本体的摩擦力的状态稳定包括在长时间的监测过程中，机器人本体的摩擦力的变化是有规律缓慢变化的情况，机器人本体的摩擦力的状态不稳定包括在长时间的监测过程中，机器人本体的摩擦力的变化是发生了突然的变化或者趋势变化的情况。

本发明的实施方式还提供了一种机器人本体的摩擦力监测系统，包括：

采集单元、推算单元、计算单元和监测单元；

所述采集单元，用于在机器人本体的关节速度处于平衡状态即匀速时，采集预设时间段内机器人本体的伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据；

所述推算单元，用于根据所述采集的伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据，推算得到所述预设时间段内伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值In和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值Ip；

所述计算单元，用于根据所述推算得到的所述预设时间段内伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值In和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值Ip，计算机器人本体的摩擦力矩Tf；

所述监测单元，用于根据所述计算出的机器人本体的摩擦力矩Tf，得出机器人本体的摩擦力的状态曲线图，根据该得出的机器人本体的摩擦力的状态曲线图，监测机器人本体的摩擦力的状态是否稳定，在监测到机器人本体的摩擦力的状态不稳定时，提前预判因机器人本体的摩擦力导致的机器人本体产品的使用风险，提示需要提前进行机器人本体产品的保养维护的信息；其中，机器人本体的摩擦力的状态稳定包括在长时间的监测过程中，机器人本体的摩擦力的变化是有规律缓慢变化的情况，机器人本体的摩擦力的状态不稳定包括在长时间的监测过程中，机器人本体的摩擦力的变化是发生了突然的变化或者趋势变化的情况。

本发明的实施方式还提供了一种智能设备，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述的机器人本体的摩擦力监测方法。

本发明的实施方式还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的机器人本体的摩擦力监测方法。

本发明实施方式相对于现有技术而言，可以根据计算出的机器人本体的摩擦力矩，得出机器人本体的摩擦力的状态曲线图，根据该得出的机器人本体的摩擦力的状态曲线图，监测机器人本体的摩擦力的状态是否稳定，在监测到机器人本体的摩擦力的状态不稳定时，提前预判因机器人本体的摩擦力导致的机器人本体产品的使用风险，在测试中，检验减速机装配的一致性，提示需要提前进行机器人本体产品的保养维护的信息，能够实现提前预判因机器人本体的摩擦力导致的机器人本体产品的使用风险，在测试中，检验减速机装配的一致性，提示需要提前进行机器人本体产品的保养维护的信息，减小机器人本体产品的无故停机风险和损失，增加机器人本体产品的使用寿命。

另外，可以根据监测到的机器人本体的摩擦力的状态，绘制关联摩擦力状态的曲线，并根据该绘制关联该摩擦力状态的曲线的波动趋势来判定机器人本体的装配是否存在偏差，能够实现可以根据绘制的关联摩擦力状态的曲线的波动趋势来判定机器人本体的装配是否存在偏差。

另外，可以用机器人本体标定后的工程连上控制器，并设置电流采集通道，应用该设置的电流采集通道在机器人本体的关节速度处于平衡状态即匀速时，采集预设时间段内机器人本体的伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据，这样的好处是通过专用的电流采集通道采集伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据，便于对该电流数据进行采集和管理包括记录并存储该电流数据。

另外，可以根据推算得到的预设时间段内伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值In和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值Ip，应用摩擦力矩Tf的计算公式Tf＝(Tp-Tn)/2，计算机器人本体的摩擦力矩Tf；其中，Tp是伺服电机的输出扭矩，Tn是伺服电机的输出转矩，Tp＝Ip*kp，Tn＝In*Kp，kp是伺服电机的转矩常数，这样的好处是可以通过计算公式直接计算得出机器人本体的摩擦力矩。

另外，可以根据推算得到的预设时间段内伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值In和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值Ip，应用摩擦力矩Tf的计算公式Tf＝(Tp-Tn)/2，计算机器人本体的摩擦力矩Tf；其中，Tp是伺服电机的输出扭矩，Tn是伺服电机的输出转矩，Tp＝Ip*kp，kp是伺服电机的转矩常数；其中，在机器人本体的各轴包括运动轴/关节等匀速旋转的条件下，如果机器人本体的摩擦力矩Tf与作用在机器人本体的各轴上的重力力矩Tg的旋转方向相同，则Tn＝Tg+Tf，如果机器人本体的摩擦力矩Tf与作用在机器人本体的各轴上的重力力矩Tg的旋转方向相反，则Tn＝Tg–Tf，这样的好处是只需要采集获取机器人本体的摩擦力矩与作用在机器人本体的各轴上的重力力矩的旋转方向相同或相反位置上的关联摩擦力的数据就可以通过计算公式直接计算得出机器人本体的摩擦力矩，简化了数据采集过程，提高了数据采集速度，降低了数据采集成本。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是根据本发明第一实施方式中一种机器人本体的摩擦力监测方法的流程图；

图2是根据本发明第二实施方式中一种机器人本体的摩擦力监测方法的流程图；

图3是根据本发明第三实施方式中一种机器人本体的摩擦力监测系统的结构示意图；

图4是根据本发明第四实施方式中一种机器人本体的摩擦力监测系统的结构示意图；

图5是根据本发明第五实施方式中一种智能设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种机器人本体的摩擦力监测方法。本实施方式的核心在于应用于机器人本体产品，包括在机器人本体的关节速度处于平衡状态即匀速时，采集预设时间段内机器人本体的伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据，进而根据该采集的伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据，推算得到该预设时间段内伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值In和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值Ip，进而根据该推算得到的该预设时间段内伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值In和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值Ip，计算机器人本体的摩擦力矩Tf，进而根据该计算出的机器人本体的摩擦力矩Tf，得出机器人本体的摩擦力的状态曲线图，根据该得出的机器人本体的摩擦力的状态曲线图，监测机器人本体的摩擦力的状态是否稳定，在监测到机器人本体的摩擦力的状态不稳定时，提前预判因机器人本体的摩擦力导致的机器人本体产品的使用风险，提示需要提前进行机器人本体产品的保养维护的信息。通过上述方式，可以根据计算出的机器人本体的摩擦力矩，得出机器人本体的摩擦力的状态曲线图，根据该得出的机器人本体的摩擦力的状态曲线图，监测机器人本体的摩擦力的状态是否稳定，在监测到机器人本体的摩擦力的状态不稳定时，提前预判因机器人本体的摩擦力导致的机器人本体产品的使用风险，在测试中，检验减速机装配的一致性，提示需要提前进行机器人本体产品的保养维护的信息，能够实现提前预判因机器人本体的摩擦力导致的机器人本体产品的使用风险，在测试中，检验减速机装配的一致性，提示需要提前进行机器人本体产品的保养维护的信息，减小机器人本体产品的无故停机风险和损失，增加机器人本体产品的使用寿命。下面对本实施方式的机器人本体的摩擦力监测方法的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解提供的实现细节，并非实施本方案的必须。

本实施方式中的一种机器人本体的摩擦力监测方法流程如图1所示，具体包括：

步骤101：在机器人本体的关节速度处于平衡状态即匀速时，采集预设时间段内机器人本体的伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据。

具体的说，可以用机器人本体标定后的工程连上控制器，并设置电流采集通道，应用该设置的电流采集通道在机器人本体的关节速度处于平衡状态即匀速时，采集预设时间段内机器人本体的伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据，这样的好处是通过专用的电流采集通道采集伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据，便于对该电流数据进行采集和管理包括记录并存储该电流数据。

在本实施方式中，该设置的电流采集通道可以是Codesys(工业控制)电流采集通道等

S102：根据该采集的伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据，推算得到该预设时间段内伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值In和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值Ip。

步骤103：根据该推算得到的该预设时间段内伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值In和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值Ip，计算机器人本体的摩擦力矩Tf。

具体的说，可以根据该推算得到的该预设时间段内伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值In和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值Ip，应用摩擦力矩Tf的计算公式Tf＝(Tp-Tn)/2，计算机器人本体的摩擦力矩Tf；其中，Tp是伺服电机的输出扭矩，Tn是伺服电机的输出转矩，Tp＝Ip*kp，Tn＝In*Kp，kp是伺服电机的转矩常数，这样的好处是可以通过计算公式直接计算得出机器人本体的摩擦力矩。

具体的说，可以根据该推算得到的该预设时间段内伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值In和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值Ip，应用摩擦力矩Tf的计算公式Tf＝(Tp-Tn)/2，计算机器人本体的摩擦力矩Tf；其中，Tp是伺服电机的输出扭矩，Tn是伺服电机的输出转矩，Tp＝Ip*kp，kp是伺服电机的转矩常数；其中，在机器人本体的各轴包括运动轴/关节等匀速旋转的条件下，如果机器人本体的摩擦力矩Tf与作用在机器人本体的各轴上的重力力矩Tg的旋转方向相同，则Tn＝Tg+Tf，如果机器人本体的摩擦力矩Tf与作用在机器人本体的各轴上的重力力矩Tg的旋转方向相反，则Tn＝Tg–Tf，这样的好处是只需要采集获取机器人本体的摩擦力矩与作用在机器人本体的各轴上的重力力矩的旋转方向相同或相反位置上的关联摩擦力的数据就可以通过计算公式直接计算得出机器人本体的摩擦力矩，简化了数据采集过程，提高了数据采集速度，降低了数据采集成本。

在本实施方式中，机器人本体在运动时，作用在机器人本体的各轴包括运动轴/关节等上的力一共有三个，分别是伺服电机输出转矩、摩擦力、重力。根据力学定律，伺服电机输出转矩可以是Tn，当可保持机器人本体的各轴以恒定的速度运动，此时机器人本体各轴匀速旋转的角速度可以是ω0，此伺服电机输出转矩Tn等于作用在各轴上的重力力矩Tg与摩擦力矩Tf的矢量和。

在本实施方式中，在机器人本体的各轴包括运动轴/关节等匀速旋转的条件下，如果机器人本体的摩擦力矩Tf与作用在机器人本体的各轴上的重力力矩Tg的旋转方向相同，则Tn＝Tg+Tf。

在本实施方式中，在机器人本体的各轴包括运动轴/关节等匀速旋转的条件下，如果机器人本体的摩擦力矩Tf与作用在机器人本体的各轴上的重力力矩Tg的旋转方向相反，则Tn＝Tg–Tf。

在本实施方式中，为了采集关联摩擦力的数据，可以分别采集相同角度调节下的机器人本体的摩擦力矩与作用在机器人本体的各轴上的重力力矩的旋转方向相同或相反位置上的关联摩擦力的数据，已知伺服电机输出转矩与伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据成正比，所以可以通过电流采集通道例如Codesys工业控制电流采集通道来在机器人本体的关节速度处于平衡状态即匀速时，采集预设时间段内机器人本体的伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据，计算出伺服电机的输出转矩后，可以再通过例如MATLAB(Matrix Laboratory，矩阵实验室)来进行计算和处理来得出机器人本体的摩擦力与机器人本体的各轴的运动速度的曲线。

在本实施方式中，在在机器人本体的关节速度处于平衡状态即匀速时，采集预设时间段内机器人本体的伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据的过程中，可以设置机器人本体的各轴关节角数据的位置范围的上限和下限，可以设置机器人本体的各轴关节的类型包括俯仰关节信息、非俯仰关节信息、关节类型信息，可以设置伺服电机参数包括额定扭矩、额定电流、扭拒系数等，可以设置采集时间、采集装置、采集的电流和速度数据所在的列号。

步骤104：根据该计算出的机器人本体的摩擦力矩Tf，得出机器人本体的摩擦力的状态曲线图，根据该得出的机器人本体的摩擦力的状态曲线图，监测机器人本体的摩擦力的状态是否稳定，在监测到机器人本体的摩擦力的状态不稳定时，提前预判因机器人本体的摩擦力导致的机器人本体产品的使用风险，提示需要提前进行机器人本体产品的保养维护的信息；其中，机器人本体的摩擦力的状态稳定包括在长时间的监测过程中，机器人本体的摩擦力的变化是有规律缓慢变化的情况等，机器人本体的摩擦力的状态不稳定包括在长时间的监测过程中，机器人本体的摩擦力的变化是发生了突然的变化或者趋势变化的情况等。

本发明的第二实施方式涉及一种机器人本体的摩擦力监测方法。第二实施方式在第一实施方式的基础上做了进一步改进，主要改进之处在于：在本发明第二实施方式中，在该根据该计算出的机器人本体的摩擦力矩Tf，得出机器人本体的摩擦力的状态曲线图，根据该得出的机器人本体的摩擦力的状态曲线图，监测机器人本体的摩擦力的状态是否稳定，在监测到机器人本体的摩擦力的状态不稳定时，提前预判因机器人本体的摩擦力导致的机器人本体产品的使用风险之后，还可以包括：根据该得出的机器人本体的摩擦力的状态曲线图的波动趋势来判定机器人本体的装配是否存在偏差，能够实现可以根据绘制的关联摩擦力状态的曲线的波动趋势来判定机器人本体的装配是否存在偏差。

本实施方式中的一种机器人本体的摩擦力监测方法流程如图2所示，具体包括：

步骤201：在机器人本体的关节速度处于平衡状态即匀速时，采集预设时间段内机器人本体的伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据。

步骤202：根据该采集的伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据，推算得到该预设时间段内伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值In和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值Ip。

步骤203：根据该推算得到的该预设时间段内伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值In和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值Ip，计算机器人本体的摩擦力矩Tf。

步骤204：根据该计算出的机器人本体的摩擦力矩Tf，得出机器人本体的摩擦力的状态曲线图，根据该得出的机器人本体的摩擦力的状态曲线图，监测机器人本体的摩擦力的状态是否稳定，在监测到机器人本体的摩擦力的状态不稳定时，提前预判因机器人本体的摩擦力导致的机器人本体产品的使用风险，提示需要提前进行机器人本体产品的保养维护的信息；其中，机器人本体的摩擦力的状态稳定包括在长时间的监测过程中，机器人本体的摩擦力的变化是有规律缓慢变化的情况等，机器人本体的摩擦力的状态不稳定包括在长时间的监测过程中，机器人本体的摩擦力的变化是发生了突然的变化或者趋势变化的情况等。

步骤205：根据该得出的机器人本体的摩擦力的状态曲线图的波动趋势来判定机器人本体的装配是否存在偏差。

由于本实施方式中步骤201-204与第一实施方式中步骤101-104大致相同，为避免重复，此处不再赘述。

本发明实施方式相对于现有技术而言，可以根据该得出的机器人本体的摩擦力的状态曲线图的波动趋势来判定机器人本体的装配是否存在偏差，能够实现可以根据绘制的关联摩擦力状态的曲线的波动趋势来判定机器人本体的装配是否存在偏差。

上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

本发明第三实施方式涉及一种机器人本体的摩擦力监测系统，如图3所示。本实施例中，该机器人本体的摩擦力监测系统300包括：采集单元301、推算单元302、计算单元303和监测单元304。

该采集单元301，用于在机器人本体的关节速度处于平衡状态即匀速时，采集预设时间段内机器人本体的伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据。

该推算单元302，用于根据该采集的伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据，推算得到该预设时间段内伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值In和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值Ip。

该计算单元303，用于根据该推算得到的该预设时间段内伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值In和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值Ip，计算机器人本体的摩擦力矩Tf。

该监测单元304，用于根据该计算出的机器人本体的摩擦力矩Tf，得出机器人本体的摩擦力的状态曲线图，根据该得出的机器人本体的摩擦力的状态曲线图，监测机器人本体的摩擦力的状态是否稳定，在监测到机器人本体的摩擦力的状态不稳定时，提前预判因机器人本体的摩擦力导致的机器人本体产品的使用风险，提示需要提前进行机器人本体产品的保养维护的信息；其中，机器人本体的摩擦力的状态稳定包括在长时间的监测过程中，机器人本体的摩擦力的变化是有规律缓慢变化的情况等，机器人本体的摩擦力的状态不稳定包括在长时间的监测过程中，机器人本体的摩擦力的变化是发生了突然的变化或者趋势变化的情况等。

可选地，该采集单元301，可以具体用于：

用机器人本体标定后的工程连上控制器，并设置电流采集通道，应用该设置的电流采集通道在机器人本体的关节速度处于平衡状态即匀速时，采集预设时间段内机器人本体的伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据。

可选地，该计算单元303，可以具体用于：

根据该推算得到的该预设时间段内伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值In和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值Ip，应用摩擦力矩Tf的计算公式Tf＝(Tp-Tn)/2，计算机器人本体的摩擦力矩Tf；其中，Tp是伺服电机的输出扭矩，Tn是伺服电机的输出转矩，Tp＝Ip*kp，Tn＝In*Kp，kp是伺服电机的转矩常数。

可选地，该计算单元303，可以具体用于：

根据该推算得到的该预设时间段内伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值In和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值Ip，应用摩擦力矩Tf的计算公式Tf＝(Tp-Tn)/2，计算机器人本体的摩擦力矩Tf；其中，Tp是伺服电机的输出扭矩，Tn是伺服电机的输出转矩，Tp＝Ip*kp，kp是伺服电机的转矩常数；其中，在机器人本体的各轴包括运动轴/关节等匀速旋转的条件下，如果机器人本体的摩擦力矩Tf与作用在机器人本体的各轴上的重力力矩Tg的旋转方向相同，则Tn＝Tg+Tf，如果机器人本体的摩擦力矩Tf与作用在机器人本体的各轴上的重力力矩Tg的旋转方向相反，则Tn＝Tg–Tf。

不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的系统实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

本发明第四实施方式涉及一种机器人本体的摩擦力监测系统。第四实施方式与第三实施方式大致相同，区别于第三实施方式，本实施方式所述机器人本体的摩擦力监测系统400还包括：绘制单元401。

该绘制单元401，用于根据该得出的机器人本体的摩擦力的状态曲线图的波动趋势来判定机器人本体的装配是否存在偏差。

由于第二实施方式与本实施方式相互对应，因此本实施方式可与第二实施方式互相配合实施。第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，在第二实施方式中所能达到的技术效果在本实施方式中也同样可以实现，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第二实施方式中。

本发明第五实施方式涉及一种智能设备，如图5所示，包括：至少一个处理器501；以及，与至少一个处理器501通信连接的存储器502；其中，存储器502存储有可被至少一个处理器501执行的指令，指令被至少一个处理器501执行，以使至少一个处理器501能够执行上述的机器人本体的摩擦力监测方法。

其中，存储器502和处理器501采用总线方式连接，总线可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线将一个或多个处理器501和存储器502的各种电路连接在一起。总线还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路连接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口在总线和收发机之间提供接口。收发机可以是一个元件，也可以是多个元件，比如多个接收器和发送器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。经处理器501处理的数据通过天线在无线介质上进行传输，进一步，天线还接收数据并将数据传送给处理器501。

处理器501负责管理总线和通常的处理，还可以提供各种功能，包括定时，外围接口，电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器502可以被用于存储处理器501在执行操作时所使用的数据。

本发明第六实施方式涉及一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序。计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例。

即，本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种机器人本体的摩擦力监测方法，其特征在于，包括：

在机器人本体的关节速度处于平衡状态即匀速时，采集预设时间段内机器人本体的伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据；

根据所述采集的伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据，推算得到所述预设时间段内伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值In和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值Ip；

根据所述推算得到的所述预设时间段内伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值In和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值Ip，计算机器人本体的摩擦力矩Tf；

根据所述计算出的机器人本体的摩擦力矩Tf，得出机器人本体的摩擦力的状态曲线图，根据该得出的机器人本体的摩擦力的状态曲线图，监测机器人本体的摩擦力的状态是否稳定，在监测到机器人本体的摩擦力的状态不稳定时，提前预判因机器人本体的摩擦力导致的机器人本体产品的使用风险，提示需要提前进行机器人本体产品的保养维护的信息；其中，机器人本体的摩擦力的状态稳定包括在长时间的监测过程中，机器人本体的摩擦力的变化是有规律缓慢变化的情况，机器人本体的摩擦力的状态不稳定包括在长时间的监测过程中，机器人本体的摩擦力的变化是发生了突然的变化或者趋势变化的情况。

2.根据权利要求1所述的机器人本体的摩擦力监测方法，其特征在于，所述在机器人本体的关节速度处于平衡状态即匀速时，采集预设时间段内机器人本体的伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据，具体包括：

用机器人本体标定后的工程连上控制器，并设置电流采集通道，应用所述设置的电流采集通道在机器人本体的关节速度处于平衡状态即匀速时，采集预设时间段内机器人本体的伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据。

3.根据权利要求1或2所述的机器人本体的摩擦力监测方法，其特征在于，所述根据所述推算得到的所述预设时间段内伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值In和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值Ip，计算机器人本体的摩擦力矩Tf，具体包括：

根据所述推算得到的所述预设时间段内伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值In和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值Ip，应用摩擦力矩Tf的计算公式Tf＝(Tp-Tn)/2，计算机器人本体的摩擦力矩Tf；其中，Tp是伺服电机的输出扭矩，Tn是伺服电机的输出转矩，Tp＝Ip*kp，Tn＝In*Kp，kp是伺服电机的转矩常数。

4.根据权利要求1或2所述的机器人本体的摩擦力监测方法，其特征在于，所述根据所述推算得到的所述预设时间段内伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值In和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值Ip，计算机器人本体的摩擦力矩Tf，具体包括：

根据所述推算得到的所述预设时间段内伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值In和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值Ip，应用摩擦力矩Tf的计算公式Tf＝(Tp-Tn)/2，计算机器人本体的摩擦力矩Tf；其中，Tp是伺服电机的输出扭矩，Tn是伺服电机的输出转矩，Tp＝Ip*kp，kp是伺服电机的转矩常数；其中，在机器人本体的各轴包括运动轴/关节匀速旋转的条件下，如果机器人本体的摩擦力矩Tf与作用在机器人本体的各轴上的重力力矩Tg的旋转方向相同，则Tn＝Tg+Tf，如果机器人本体的摩擦力矩Tf与作用在机器人本体的各轴上的重力力矩Tg的旋转方向相反，则Tn＝Tg–Tf。

5.根据权利要求1所述的机器人本体的摩擦力监测方法，其特征在于，在所述根据所述计算出的机器人本体的摩擦力矩Tf，得出机器人本体的摩擦力的状态曲线图，根据该得出的机器人本体的摩擦力的状态曲线图，监测机器人本体的摩擦力的状态是否稳定，在监测到机器人本体的摩擦力的状态不稳定时，提前预判因机器人本体的摩擦力导致的机器人本体产品的使用风险之后，还包括：

根据所述得出的机器人本体的摩擦力的状态曲线图的波动趋势来判定机器人本体的装配是否存在偏差。

6.一种机器人本体的摩擦力监测系统，其特征在于，包括：

采集单元、推算单元、计算单元和监测单元；

所述采集单元，用于在机器人本体的关节速度处于平衡状态即匀速时，采集预设时间段内机器人本体的伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据；

所述推算单元，用于根据所述采集的伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据，推算得到所述预设时间段内伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值In和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值Ip；

所述计算单元，用于根据所述推算得到的所述预设时间段内伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值In和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值Ip，计算机器人本体的摩擦力矩Tf；

所述监测单元，用于根据所述计算出的机器人本体的摩擦力矩Tf，得出机器人本体的摩擦力的状态曲线图，根据该得出的机器人本体的摩擦力的状态曲线图，监测机器人本体的摩擦力的状态是否稳定，在监测到机器人本体的摩擦力的状态不稳定时，提前预判因机器人本体的摩擦力导致的机器人本体产品的使用风险，提示需要提前进行机器人本体产品的保养维护的信息；其中，机器人本体的摩擦力的状态稳定包括在长时间的监测过程中，机器人本体的摩擦力的变化是有规律缓慢变化的情况，机器人本体的摩擦力的状态不稳定包括在长时间的监测过程中，机器人本体的摩擦力的变化是发生了突然的变化或者趋势变化的情况。

7.根据权利要求6所述的机器人本体的摩擦力监测系统，其特征在于，所述采集单元，具体用于：

用机器人本体标定后的工程连上控制器，并设置电流采集通道，应用所述设置的电流采集通道在机器人本体的关节速度处于平衡状态即匀速时，采集预设时间段内机器人本体的伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据。

8.根据权利要求6或7所述的机器人本体的摩擦力监测系统，其特征在于，所述计算单元，具体用于：

根据所述推算得到的所述预设时间段内伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值In和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值Ip，应用摩擦力矩Tf的计算公式Tf＝(Tp-Tn)/，计算机器人本体的摩擦力矩Tf；其中，Tp是伺服电机的输出扭矩，Tn是伺服电机的输出转矩，Tp＝Ip*kp，Tn＝In*Kp，kp是伺服电机的转矩常数。

9.根据权利要求6或7所述的机器人本体的摩擦力监测系统，其特征在于，所述计算单元，具体用于：

根据所述推算得到的所述预设时间段内伺服电机在重力方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值In和在重力方向的相反方向下输出转矩对应的电流数据的电流平均值Ip，应用摩擦力矩Tf的计算公式Tf＝(Tp-Tn)/，计算机器人本体的摩擦力矩Tf；其中，Tp是伺服电机的输出扭矩，Tn是伺服电机的输出转矩，Tp＝Ip*kp，kp是伺服电机的转矩常数；其中，在机器人本体的各轴包括运动轴/关节匀速旋转的条件下，如果机器人本体的摩擦力矩Tf与作用在机器人本体的各轴上的重力力矩Tg的旋转方向相同，则Tn＝Tg+Tf，如果机器人本体的摩擦力矩Tf与作用在机器人本体的各轴上的重力力矩Tg的旋转方向相反，则Tn＝Tg–Tf。

10.根据权利要求6所述的机器人本体的摩擦力监测系统，其特征在于，所述机器人本体的摩擦力监测系统，还包括：

绘制单元，用于根据所述得出的机器人本体的摩擦力的状态曲线图的波动趋势来判定机器人本体的装配是否存在偏差。