CN109773827B - 用于机械臂的负载估测重力补偿的方法及其系统 - Google Patents
用于机械臂的负载估测重力补偿的方法及其系统 Download PDFInfo
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Abstract
一种用于机械臂的负载估测重力补偿的方法，该方法包含：机械臂受操作者作用而移动到第一位置，驱动模组输出对应当前负载的第一扭力讯号与第一关节角度；讯号处理器转换第一扭力讯号为第一扭力值；负载估测模组产生修正参数、零负载扭力值，及满负载扭力值；机械臂受负载改变使驱动模组输出第二扭力讯号；讯号处理器转换第二扭力讯号为第二扭力值；负载估测模组依据第一扭力值、零负载扭力值、满负载扭力值及第二扭力值估测出估测负载值；重力补偿模组依据估测负载值与第二关节角度产生补偿扭力值，不需安装昂贵的扭力感测器，便能即时估测未知负载所造成的重力影响。本发明还提供执行前述方法的负载估测重力补偿系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种负载估测重力补偿的方法与其负载估测重力补偿系统，特别是涉及一种用于机械臂的负载估测重力补偿的方法及其负载估测重力补偿系统。
背景技术
随着科技日渐进步，机械臂的耐用性、可自动控制、及具精密度等特性已被广泛的应用于各领域中。在机械臂独自运作，或与操作者进行人机协同作业时，当外界对机械臂施加额外的负载时，机械臂的输出参数须根据此负载而给予对应的重力补偿，以确保机械臂顺应此负载而正常运作。
一般要让机械臂应对负载改变而给予对应的重力补偿时，须先得知施加在机械臂的负载改变量。常见的作法是在负载施加于机械臂前，预先量测欲施加的负载的重量后，再将其重量参数输入给机械臂，以让机械臂能应对此负载改变给予适当的重力补偿，然，此方式需在每次改变负载前先量测负载重量，使得操作流程繁复。
另一种方式则是在机械臂的各关节处设置扭力感测器并搭配一校正流程，用于量测施加于机械臂的负载变化，如美国第9,533,414B2号核准公告专利揭示一种扭力检测方法，主要在机械臂外加负载时，先量测机械臂的机械偏差值与计算重力系数并经校正流程后，根据扭力感测器回馈及输出轴旋转角度计算出重力补偿量，然而，此种方式需要额外设置高成本的扭力感测器，且对于未知负载需要重新校正才能达到重力补偿。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于机械臂的负载估测重力补偿的方法。
本发明用于机械臂的负载估测重力补偿的方法，透过负载估测重力补偿系统来实施，该机械臂包括至少一关节及安装在该至少一关节处的驱动模组，该负载估测重力补偿系统包括与该驱动模组连接的讯号处理器、对应该至少一关节安装且与该讯号处理器连接的负载估测模组，及与该负载估测模组连接的重力补偿模组，该负载估测模组具有重力模型修正单元、虚拟机械臂单元，及计算单元组，该用于机械臂的负载估测重力补偿的方法包含步骤(A)、步骤(B)、步骤(C)、步骤(D)、步骤(E)、步骤(F)、步骤(G)、步骤(H)、步骤(I)，及步骤(J)。
该步骤(A)是该机械臂受操作者作用而移动到第一位置并定义承受当前负载，且由操控模式转换成位置控制模式。
该步骤(B)是该驱动模组输出对应该当前负载的第一扭力讯号，及对应该第一位置的第一关节角度。
该步骤(C)是该讯号处理器接收该第一扭力讯号转换产生第一扭力值。
该步骤(D)是该负载估测模组的该重力模型修正单元接收该第一扭力值以产生修正参数，该虚拟机械臂单元接收该修正参数及该第一关节角度而产生零负载扭力值及满负载扭力值。
该步骤(E)是改变该当前负载成未知负载。
该步骤(F)是该驱动模组输出对应该未知负载的第二扭力讯号。
该步骤(G)是该讯号处理器接收该第二扭力讯号转换产生第二扭力值。
该步骤(H)是该负载估测模组的该计算单元组依据该第一扭力值、该零负载扭力值、该满负载扭力值，及该第二扭力值估测出与该未知负载的值相近的估测负载值。
该步骤(I)是转换成扭力控制模式，该机械臂受该操作者作用，从该第一位置移动到第二位置，且该驱动模组输出对应该第二位置的第二关节角度。
该步骤(J)是该重力补偿模组依据估测出的该估测负载值与该第二关节角度，产生补偿扭力值并输入至该驱动模组。
本发明用于机械臂的负载估测重力补偿的方法，该未知负载扣除该当前负载为负载变化量，该估测负载值是由该当前负载与该负载变化量相加而得。
较佳地，本发明用于机械臂的负载估测重力补偿的方法，该计算单元组具有与该虚拟机械臂单元连接的负载变化曲线单元，及与该负载变化曲线单元连接的计算负载单元，且该步骤(H)包括(H1)该负载变化曲线单元接收该第一扭力值、该零负载扭力值、该满负载扭力值，及该第二扭力值，以计算输出该负载变化量；及(H2)该计算负载单元接收该负载变化量而计算输出该估测负载值。
更佳地，本发明用于机械臂的负载估测重力补偿的方法，该步骤(H1)中，该负载变化曲线单元是通过该机械臂所能承受的最大负载值、该零负载扭力值，及该满负载扭力值计算出关节扭力变化曲线方程式，并将该第一扭力值与该第二扭力值输入至该关节扭力变化曲线方程式，以计算出该负载变化量。
本发明用于机械臂的负载估测重力补偿的方法，该机械臂还包括多个通过该至少一关节相连接的连杆，其中，于该步骤(J)中，该重力补偿模组依据该关节数量、该至少一关节的输出轴线方向、该至少一关节的关节角度、各该连杆的连杆重量、各该连杆的重心位置，及该估测负载值计算出该补偿扭力值。
本发明用于机械臂的负载估测重力补偿的方法，该当前负载与该未知负载的作用方向不与该至少一关节的该输出轴线方向成角度或平行。
本发明用于机械臂的负载估测重力补偿的方法，该驱动模组包括致动器、与该致动器连接的机构组件，及与该机构组件连接的编码器，其中，该步骤(A)中，该机械臂受该致动器依该操控模式输出对应的操控讯号至该机构组件而驱动至该第一位置，于该步骤(B)、该步骤(F)与该步骤(I)中，由该致动器输出该第一扭力讯号与该第二扭力讯号，由该编码器输出该第一关节角度与该第二关节角度。
本发明用于机械臂的负载估测重力补偿的方法，该第一扭力讯号与该第二扭力讯号为电流讯号，该讯号处理器通过该致动器输出的该电流讯号与该致动器的扭力常数计算出该第一扭力值与该第二扭力值。
本发明的另一目的在于提供一种负载估测重力补偿系统。
本发明负载估测重力补偿系统，适用于安装在机械臂上，该机械臂包括至少一关节，及安装在该至少一关节处的驱动模组，该驱动模组用于输出对应该至少一关节于第一位置的第一扭力讯号、第二扭力讯号与第一关节角度，及对应该至少一关节于第二位置的第二关节角度，该负载估测重力补偿系统包含讯号处理器、负载估测模组，及重力补偿模组。
该讯号处理器与该驱动模组连接，用于接收该第一扭力讯号与该第二扭力讯号而分别转换产生第一扭力值与第二扭力值。
该负载估测模组对应该至少一关节安装且与该讯号处理器连接，该负载估测模组包括重力模型修正单元、连接该重力模型修正单元的虚拟机械臂单元，及连接该虚拟机械臂单元的计算单元组，该重力模型修正单元用于接收该第一扭力值以产生修正参数，该虚拟机械臂单元用于接收该修正参数及该第一关节角度而产生零负载扭力值及满负载扭力值，该计算单元组依据该第一扭力值、该零负载扭力值、该满负载扭力值，及该第二扭力值估测出估测负载值。
该重力补偿模组与该负载估测模组连接，依据估测出的该估测负载值与该第二关节角度，产生补偿扭力值并输入至该驱动模组。
本发明负载估测重力补偿系统，该计算单元组具有与该虚拟机械臂单元连接的负载变化曲线单元，及与该负载变化曲线单元连接的计算负载单元，该负载变化曲线单元用于接收该第一扭力值、该零负载扭力值、该满负载扭力值，及该第二扭力值，以计算输出负载变化量，该计算负载单元用于接收该负载变化量而计算输出该估测负载值。
本发明的有益效果在于：通过输入该第一扭力值、该第二扭力值、该修正参数、该虚拟机械臂单元产生的该零负载扭力值，及该满负载扭力值至该计算单元组估测出估测负载值，再由该重力补偿模组依据估测出的该估测负载值与该第二关节角度至该驱动模组完成机械手臂的重力补偿功能，于负载发生改变时无须如现有技术进行校正流程，且不需安装昂贵的扭力感测器，便能即时估测未知负载所造成的重力影响。
附图说明
图1是一方块图，说明本发明负载估测重力补偿系统与一机械臂连接的一实施例；
图2是一流程图，说明本发明用于机械臂的负载估测重力补偿的方法的一实施例；
图3是一示意图，说明负载的作用方向与关节的一输出轴线方向成角度或平行；
图4是一示意图，说明该机械臂处于一机械臂姿态；
图5是一负载对输出扭力关系图，说明以本发明用于机械臂的负载估测重力补偿的方法的该实施例进行估测的结果；
图6是一示意图，说明该机械臂处于另一种机械臂姿态；
图7是一负载对输出扭力关系图，说明以本发明用于机械臂的负载估测重力补偿的方法的该实施例进行估测的结果；及
图8是一负载对输出扭力关系图，说明以本发明用于机械臂的负载估测重力补偿的方法的该实施例进行估测的结果。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
参阅图1，本发明负载估测重力补偿系统的一实施例，适用于安装在一机械臂2上，该机械臂2包括多个关节21、多个通过所述关节21连接的连杆，及多个对应安装在所述关节21处的驱动模组22，该驱动模组22包括一致动器221、一与该致动器221连接的机构组件222，及一与该机构组件222连接的编码器223，该负载估测重力补偿系统包含一与该致动器221连接的讯号处理器3、多个对应所述关节21安装且与该讯号处理器3连接的负载估测模组4，及一与所述负载估测模组4连接的重力补偿模组5。
当该机械臂2受负载W作用时，该驱动模组22的该致动器221会将一操控讯号传至该机构组件222而驱动该机械臂2移动，且该致动器221用于输出所对应的该关节21的一扭力讯号，该编码器223用于输出其所对应的该关节21的一关节角度。
该讯号处理器3用于接收来自该致动器221的该扭力讯号而将其转换成一对应关节的扭力值。
该负载估测模组4包括一重力模型修正单元41、一与该重力模型修正单元41连接的虚拟机械臂单元42，及一与该虚拟机械臂单元42连接的计算单元组43。该重力模型修正单元41用于接收该扭力值以产生一修正参数，该虚拟机械臂单元42用于接收该修正参数与该扭力值而产生一零负载扭力值及一满负载扭力值。该计算单元组43具有一与该虚拟机械臂单元42连接的负载变化曲线单元431，及一与该负载变化曲线单元431连接的计算负载单元432，该负载变化曲线单元431用于接收该扭力值、该零负载扭力值及该满负载扭力值而计算出一负载变化量，该计算负载单元432用于接收该负载变化量而计算输出一估测负载值。
该重力补偿模组5依据该估测负载值与该关节角度而产生一补偿扭力值并输入至该驱动模组22。
参阅图2，本发明用于机械臂的负载估测重力补偿的方法的一实施例是使用前述负载估测重力补偿系统来实施，其实施流程是大致可分为在控制模式下的负载估测阶段及在扭力控制模式下的实现重力补偿功能，具体地说，步骤A至步骤H2为负载估测阶段，步骤I1至步骤J为实现重力补偿功能，以下详细说明该实施例的各个步骤。
在步骤A，该机械臂2受一操作者作用而移动到一第一位置，定义此时的负载为当前负载WC，并由一操控模式转换成一位置控制模式。配合参阅图3，图3显示该负载W的作用方向与该关节21的一输出轴线方向L成角度或平行，于此一状况下，该负载W无法产生力矩效应(也就是力臂＝0)，而无法对未知负载进行估测，因此，附加于该机械臂2上的负载W的作用方向是不能呈与该关节21的该输出轴线方向L成角度或平行的状况。于本实施例中，附加于该机械臂2上的负载W可由单一或多个机构组合而成，其态样并无特别限制。
在步骤B1，当该机械臂2移动至该第一位置时，各该驱动模组22的该致动器221输出其所对应的该当前负载WC的一第一扭力讯号至该讯号处理器3。
在步骤B2，各该驱动模组22的该编码器223对应该第一位置输出各关节21的一第一关节角度θ。
在步骤C，该讯号处理器3接收该第一扭力讯号后，将该第一扭力讯号转换成一第一扭力值CC(θ)，要说明的是，当使用不同马达作为该致动器221便会对应产生不同的扭力讯号，举例而言，此扭力讯号能为电压讯号、电流讯号或是其他讯号来转换成扭力值，因此，该第一扭力讯号并无特定形式主要是依该致动器221的选用而有对应的讯号，于本实施例中，该第一扭力讯号是以电流讯号为例作说明，而该第一扭力值CC(θ)便是该讯号处理器3依据该致动器221输出的电流讯号(第一扭力讯号)与该致动器221的一扭力常数计算而得。
在步骤D1，该负载估测模组4的该重力模型修正单元41接收该第一扭力值CC(θ)以产生一修正参数α、β。
在步骤D2，该虚拟机械臂单元42接收该修正参数α、β及该第一关节角度θ而产生一零负载扭力值G0(θ)及一满负载扭力值Gmax(θ)。
在步骤E，改变该当前负载WC成一未知负载Wu。
在步骤F，当该机械臂2受该未知负载Wu作用时，各该驱动模组22的该致动器221输出其所对应该未知负载Wu的第二扭力讯号至该讯号处理器3，其中，该第二扭力讯号也是电流讯号。
在步骤G，相同于该步骤C，该讯号处理器3通过接收该致动器221输出的该第二扭力讯号(电流讯号)与该致动器221的扭力常数而计算出一第二扭力值C(θ)。
在步骤H1，该负载变化曲线单元431接收该第一扭力值CC(θ)、该零负载扭力值G0(θ)、该满负载扭力值Gmax(θ)，及该第二扭力值C(θ)，以计算输出一负载变化量。
更详细地说，是该负载变化曲线单元431通过该机械臂2所能承受的一最大负载值Wmax、该零负载扭力值G0(θ)，及该满负载扭力值Gmax(θ)计算出一关节扭力变化曲线方程式，并将该第一扭力值CC(θ)与该第二扭力值C(θ)输入至该关节扭力变化曲线方程式，以计算出该负载变化量。
在步骤H2，该计算负载单元432接收该负载变化量而计算输出一与该未知负载Wu的值相近的估测负载值W。
在该步骤I1，转换成一扭力控制模式，该机械臂2受一操作者作用，从第一位置移动到一第二位置。
在该步骤I2，该驱动模组22的该编码器223对应该第二位置输出各关节21的一第二关节角度θ2。
在步骤J，该重力补偿模组5依据估测出的该估测负载值W与该第二关节角度θ2，产生一补偿扭力值并输入至该驱动模组22。
更详细地说，该重力补偿模组5依据该机械臂2的所述关节21数量、各该关节21的一输出轴线方向、各该关节21的关节角度、各该连杆的连杆重量、各该连杆的重心位置，及该估测负载值W计算出该补偿扭力值，从而将该补偿扭力值输至该驱动模组22而完成机械臂2的重力补偿功能。
以下将前述用于机械臂的负载估测重力补偿的方法统整成一负载估测演算法而得到如公式(1)所示：
式(1)可知，要估测的估测负载值W便是未知负载Wu，而此未知负载Wu(估测负载值W)便是由当前负载WC与负载变化量相加而得，换句话说，该未知负载Wu扣除该当前负载WC便为该负载变化量，使得该负载变化量可表示成如公式(2)所示：
其中，该第一扭力值CC(θ)与该第二扭力值C(θ)能分别由其各自的电流值(AC、A)乘上该致动器221的扭力常数(Tc)而得；而该零负载扭力值G0(θ)是代表该重力补偿模组5于该机械臂2在当前关节角度无负载时所估测的该致动器221的输出扭力值，该满负载扭力值Gmax(θ)是代表该重力补偿模组5于该机械臂2在当前关节角度最大负载时所估测的该致动器221的输出扭力值。
进一步说，该零负载扭力值G0(θ)与该满负载扭力值Gmax(θ)是通过顺向运动学得知关节角度与关节输出力矩的关系方程式所得的该重力补偿模组5进行计算，其中，该重力补偿模组5需要如该步骤I中所述的该机械臂2的各该连杆的连杆重量、各该连杆的重心位置、各该关节21的关节角度、负载重量，及负载位置等参数进行推演，从而推算出该零负载扭力值G0(θ)与该满负载扭力值Gmax(θ)能以公式(3)与公式(4)表示：
Gmax(θ)＝α×GravityModel(θ,Wmax)+β………………………………(3)
G0(θ)＝α×GravityModel(θ,0)+β……………………………………(4)
其中，α与β便是该修正参数。由公式(1)至公式(4)与前述所述步骤A至I可知，通过将本发明用于机械臂的负载估测重力补偿的方法的演算法便可提供该机械臂2负载回馈，能广泛的应用于具有主动控制电机模组的机械臂中，换句话说，透过估测未知负载所造成的重力影响，使得负载发生改变时不需要重新校正，不仅提高机械臂使用的灵活性及方便性，且不需要额外设置扭力感测器，降低机械臂的硬体成本，且本发明负载估测重力补偿的方法为通用性技术，除可以应用于医疗相关的手术、与复健机器人外，也可以用于工业型的串联或是并联型的机械臂。
为了更详细的验证本发明用于机械臂的负载估测重力补偿的方法，以下进行实际量测。
参阅图4与图5，图4的该机械臂2受负载作用的姿态中，其关节二212的位置为π/2，而关节三213的位置则为0，且该机械臂2最大负载为1.6kg，其致动器的扭力常数则为20.8mNm/A，分别进行附加重量200g至1000g的实际负载，针对该关节三213进行实验量测，其实验结果整理如表1，并将表1的结果绘制成图5。
表1显示图4中的该关节三213的实测数据
进一步改变该机械臂2姿态成图6所示，其中，关节二212的位置为π/8，而关节三213的位置则为9π/40，该机械臂2最大负载为1.6kg，致动器的扭力常数则为20.8mNm/A，且也分别进行附加重量200g至1000g的实际负载，针对该关节二212与该关节三213进行实验量测，其实验结果分别整理如表2与表3，并将表2与表3的结果分别绘制成图7与图8。
表2显示图6中的该关节二212的实测数据
表3显示图6中的该关节三213的实测数据
由前述表1至表3、图5及图7至8的实际量测结果可知，以本发明负载估测重力补偿的方法所估测出来的估测负载与实际负载相较，确实能很接近的估测出与实际负载相当的估测负载值，且其估算误差均在可容许的误差范围，其中，要说明的是，有关表1与表2于实际负载为200g所造成得估测误差受到较大影响的原因在于，若该机械臂2要移动时，各关节21皆必须克服最大静摩擦力，因此，其外加负载所造成的力矩效应小于最大静摩擦力时，虽估测准确性受到影响，但该机械臂2仍不受外加负载改变所造成的重力影响而发生非预期的移动，所以此估测误差是能被接受的，且由后续量测可知，当外加负载越大时(400g至1000g)，所产生的力矩效应大于最大静摩擦力时，该机械臂2则会产生非预期的移动，而经由前述的负载重力补偿机制，机械臂仍可固定于当前位置。
此处要特别说明的是，图4与图6的机械臂态样仅是用于示意而方便说明，本发明负载估测重力补偿系统是可安装在只有单个关节的机械臂，也可安装在其他具有更多个关节的机械臂，其机械臂态样并不以图4及图6所示为限。
综上所述，本发明用于机械臂的负载估测重力补偿的方法主要是量测负载改变前后该致动器221产生的电流值，并根据该机械臂2的机械构造参数推导的重力模型修正单元41与所述关节21当前的位置来估测出该未知负载Wu，也就是由输入该第一扭力值CC(θ)、该第二扭力值C(θ)、该修正参数α、β、该虚拟机械臂单元42产生的该零负载扭力值G0(θ)，及该满负载扭力值Gmax(θ)至该计算单元组43估测出估测负载值W，再由该重力补偿模组5依据估测出的该估测负载值W与该第二关节角度θ2至该驱动模组22完成机械臂的重力补偿功能，不需安装昂贵的扭力感测器，便能即时估测未知负载所造成的重力影响，所以确实能达成本发明的目的。
Claims (7)
1.一种用于机械臂的负载估测重力补偿的方法，透过负载估测重力补偿系统来实施，该机械臂包括至少一关节及安装在该至少一关节处的驱动模组，该负载估测重力补偿系统包括与该驱动模组连接的讯号处理器、对应该至少一关节安装且与该讯号处理器连接的负载估测模组，及与该负载估测模组连接的重力补偿模组，该负载估测模组具有重力模型修正单元、虚拟机械臂单元，及计算单元组；其特征在于：该用于机械臂的负载估测重力补偿的方法包含以下步骤：
(A)该机械臂受操作者作用而移动到第一位置并定义承受当前负载，且由操控模式转换成位置控制模式；
(B)该驱动模组输出对应该当前负载的第一扭力讯号，及对应该第一位置的第一关节角度；
(C)该讯号处理器接收该第一扭力讯号转换产生第一扭力值；
(D)该负载估测模组的该重力模型修正单元接收该第一扭力值以产生修正参数，该虚拟机械臂单元接收该修正参数及该第一关节角度而产生零负载扭力值及满负载扭力值；
(E)改变该当前负载成未知负载；
(F)该驱动模组输出对应该未知负载的第二扭力讯号；
(G)该讯号处理器接收该第二扭力讯号转换产生第二扭力值；
(H)该负载估测模组的该计算单元组具有与该虚拟机械臂单元连接的负载变化曲线单元，及与该负载变化曲线单元连接的计算负载单元，包括：
(H1)该未知负载扣除该当前负载为负载变化量，该负载变化曲线单元接收该第一扭力值、该零负载扭力值、该满负载扭力值，及该第二扭力值，以计算输出该负载变化量；及
(H2)该计算负载单元接收该负载变化量，该当前负载与该负载变化量相加而得估测负载值，而计算输出该估测负载值；
(I)转换成扭力控制模式，该机械臂受该操作者作用，从该第一位置移动到第二位置，且该驱动模组输出对应该第二位置的第二关节角度；及
(J)该重力补偿模组依据估测出的该估测负载值与该第二关节角度，产生补偿扭力值并输入至该驱动模组。
2.根据权利要求1所述的用于机械臂的负载估测重力补偿的方法，其特征在于：该步骤(H1)中，该负载变化曲线单元是通过该机械臂所能承受的最大负载值、该零负载扭力值，及该满负载扭力值计算出关节扭力变化曲线方程式，并将该第一扭力值与该第二扭力值输入至该关节扭力变化曲线方程式，以计算出该负载变化量。
3.根据权利要求1所述的用于机械臂的负载估测重力补偿的方法，其特征在于：该机械臂还包括多个通过该至少一关节相连接的连杆，其中，于该步骤(J)中，该重力补偿模组依据该关节数量、该至少一关节的输出轴线方向、该至少一关节的关节角度、各该连杆的连杆重量、各该连杆的重心位置，及该估测负载值计算出该补偿扭力值。
4.根据权利要求3所述的用于机械臂的负载估测重力补偿的方法，其特征在于：该当前负载与该未知负载的作用方向不与该至少一关节的该输出轴线方向成角度或平行。
5.根据权利要求1所述的用于机械臂的负载估测重力补偿的方法，其特征在于：该驱动模组包括致动器、与该致动器连接的机构组件，及与该机构组件连接的编码器，其中，该步骤(A)中，该机械臂受该致动器依该操控模式输出对应的操控讯号至该机构组件而驱动至该第一位置，于该步骤(B)、该步骤(F)与该步骤(I)中，由该致动器输出该第一扭力讯号与该第二扭力讯号，由该编码器输出该第一关节角度与该第二关节角度。
6.根据权利要求5所述的用于机械臂的负载估测重力补偿的方法，其特征在于：该第一扭力讯号与该第二扭力讯号为电流讯号，该讯号处理器通过该致动器输出的该电流讯号与该致动器的扭力常数计算出该第一扭力值与该第二扭力值。
7.一种负载估测重力补偿系统，适用于安装在机械臂上，该机械臂包括至少一关节，及安装在该至少一关节处的驱动模组，该驱动模组用于输出对应该至少一关节于第一位置的第一扭力讯号、第二扭力讯号与第一关节角度，及对应该至少一关节于第二位置的第二关节角度；其特征在于：该负载估测重力补偿系统包含：
讯号处理器，与该驱动模组连接，用于接收该第一扭力讯号与该第二扭力讯号而分别转换产生第一扭力值与第二扭力值；
负载估测模组，对应该至少一关节安装且与该讯号处理器连接，该负载估测模组包括重力模型修正单元、连接该重力模型修正单元的虚拟机械臂单元，及连接该虚拟机械臂单元的计算单元组，该重力模型修正单元用于接收该第一扭力值以产生修正参数，该虚拟机械臂单元用于接收该修正参数及该第一关节角度而产生零负载扭力值及满负载扭力值，该计算单元组具有与该虚拟机械臂单元连接的负载变化曲线单元，及与该负载变化曲线单元连接的计算负载单元，该负载变化曲线单元用于接收该第一扭力值、该零负载扭力值、该满负载扭力值，及该第二扭力值，以计算输出负载变化量，该计算负载单元用于接收该负载变化量而计算输出估测负载值；及
重力补偿模组，与该负载估测模组连接，依据估测出的该估测负载值与该第二关节角度，产生补偿扭力值并输入至该驱动模组。
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Citations (7)
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-
2017
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Patent Citations (7)
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