CN112497193A - 六自由度并联机器人电动缸推力估计方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种六自由度并联机器人电动缸推力估计方法与系统，旨在通过对六自由度平台的载荷、力矩特性分析以及电动缸的运动特性分析，提出一种新型的估算电动缸的推力的方法，不需要借助商业性软件或者复杂的三维几何模型、多体动力学模型，提高估算的效率。本发明提出的方法，可用于六自由度并联机器人运动平台的设计以及测试验证过程，减少设计和验证过程中的消耗和时间，提高效率。

Description

六自由度并联机器人电动缸推力估计方法与系统

技术领域

本发明涉及六自由度并联机器人技术领域，具体而言涉及一种六自由度并联机器人电动缸推力估计方法与系统。

背景技术

六自由度并联机器人由基底平台、运动平台和六条电动缸组成，因其刚度大、承载能力强、结构简单等优点被广泛运用于飞行模拟、车辆驾驶模拟、地震模拟、动感影院、VR虚拟游戏、数控机床、空中加油机对接、空间对接等领域。在六自由度并联机器人设计过程中，准确计算电动缸推力是最重要的工作内容之一，其计算结果不仅影响着电机、减速机、丝杆、轴承等核心零部件的选型，还影响着六自由度并联机器人的成本和性能。

在六自由度并联机器人设计中，对电动缸推力的计算一般由多体动力学商业软件完成。多体动力学软件的分析需要建立六自由度并联机器人的三维几何模型、多体动力学模型，其过程复杂、耗时长。

发明内容

为了解决现有技术的缺陷与不足，本发明的第一方面提出一种六自由度并联机器人电动缸推力估计方法，包括以下步骤：

步骤1、基于六自由度并联机器人的俯仰角、滚转角、偏航角构造运动平台的坐标变换模型；

步骤2、根据六自由度并联机器人的运动平台的铰接点的初始坐标以及运动平台在X、Y、Z方向的位移量以确定运动平台在运动后的铰接点坐标；

步骤3、根据输入的运动平台的角速度函数获取运动平台运动角加速度函数以及运动平台位移和转角函数；

步骤4、获取载荷特征：基于六自由度并联机器人运动平台的运动平台质量及尺寸获取运动平台和负载转动所需的向心载荷、运动平台和负载角加速度所需的切向载荷以及运动平台和负载线加速度所需的载荷；

步骤5、获取力矩特征：基于运动平台和负载的质心到俯仰、滚转、偏航旋转轴的距离确定运动平台和负载俯仰、滚转、偏航的转动惯量，并据此获取运动平台和负载俯仰、滚转、偏航的回转惯性力矩以及运动平台和负载重力对于旋转中心的力矩；

步骤6、获取运动平台和负载向X、Y、Z方向运动加速度所需载荷对于旋转中心的力矩；

步骤7、根据运动平台运动后第i个铰接点的坐标以及基底平台第i个铰接点的坐标确定电动缸的推力模型F_i，F_i为第i条电动缸的推力；

步骤8、根据步骤4获取的载荷特征、步骤5获取的力矩特征以及六自由度并联机器人的俯仰角、滚转角、偏航角以构建六自由度并联机器人运动过程中任意时间点、任意位姿的力系平衡方程；

步骤9、对步骤8所得力系平衡方程进行求解后得到的对应f_i，f_i表示第i条电动缸的推力系数，将f_i结合步骤7的电动缸的推力模型F_i，输出电动缸的推力。

根据本发明的第二方面还提出一种用于六自由度并联机器人电动缸推力估计系统，包括：

一个或多个处理器；

存储器，存储可被操作的指令，所述指令在通过所述一个或多个处理器执行时使得所述一个或多个处理器执行操作，所述操作包括执行前述方法的过程。

与现有技术相比，本发明的显著的有益效果在于：

本发明提出的六自由度并联机器人电动缸推力估计方法，基于电动缸的运动特性以及并联机器人的俯仰角、滚转角和偏航角以及载荷、力矩特性，不需要通过商业软件即可估算出电动缸的推力，估算过程简便，而且准确性高。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：

图1是本发明示例性实施例的六自由度并联机器人运动平台的三维原理示意图。

图2是本发明示例性实施例的六自由度并联机器人俯仰受力示意图。

图3是本发明示例性实施例的六自由度并联机器人滚转受力示意图

图4是本发明示例性实施例的六自由度并联机器人铰接点分布示意图。

图5是本发明示例性实施例的六自由度并联机器人运动平台一个周期的电缸推力随着时间变化的曲线示意图。

图6为通过现有的多体动力学商业软件仿真计算的电缸推力曲线示意图。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。

结合图1-5所示，根据本发明示例性的实施例提出六自由度并联机器人运动平台的电动缸推力估计方法，旨在通过对六自由度平台的载荷、力矩特性分析以及电动缸的运动特性分析，提出一种新型的估算电动缸的推力的方法，不需要借助商业性软件或者复杂的三维几何模型、多体动力学模型，提高估算的效率。本发明提出的方法，可用于六自由度并联机器人运动平台的设计以及测试验证过程，减少设计和验证过程中的消耗和时间，提高效率。

结合图示，其中一个示例性实施方式的六自由度并联机器人运动平台的电动缸推力估计方法包括以下步骤：

步骤1、基于六自由度并联机器人的俯仰角、滚转角、偏航角构造运动平台的坐标变换模型；

步骤2、根据六自由度并联机器人的运动平台的铰接点的初始坐标以及运动平台在X、Y、Z方向的位移量以确定运动平台在运动后的铰接点坐标；

步骤3、根据输入的运动平台的角速度函数获取运动平台运动角加速度函数以及运动平台位移和转角函数；

步骤4、获取载荷特征：基于六自由度并联机器人运动平台的运动平台质量及尺寸获取运动平台和负载转动所需的向心载荷、运动平台和负载角加速度所需的切向载荷以及运动平台和负载线加速度所需的载荷；

步骤5、获取力矩特征：基于运动平台和负载的质心到俯仰、滚转、偏航旋转轴的距离确定运动平台和负载俯仰、滚转、偏航的转动惯量，并据此获取运动平台和负载俯仰、滚转、偏航的回转惯性力矩以及运动平台和负载重力对于旋转中心的力矩；

步骤6、获取运动平台和负载向X、Y、Z方向运动加速度所需载荷对于旋转中心的力矩；

步骤7、根据运动平台运动后第i个铰接点的坐标以及基底平台第i个铰接点的坐标确定电动缸的推力模型F_i，F_i为第i条电动缸的推力；

步骤8、根据步骤4获取的载荷特征、步骤5获取的力矩特征以及六自由度并联机器人的俯仰角、滚转角、偏航角以构建六自由度并联机器人运动过程中任意时间点、任意位姿的力系平衡方程；

步骤9、对步骤8所得力系平衡方程进行求解后得到的对应f_i，f_i表示第i条电动缸的推力系数，将f_i结合步骤7的电动缸的推力模型F_i，输出电动缸的推力。

由以上本发明的实施例，利用该方法可通过输入接口和计算机系统处理，可以实现六自由度并联机器人结构方案的动力学计算，方法简单、快捷，对六自由度并联机器人零部件选型、校核、优化具有积极促进的作用，有利于缩短方案的研发周期，降低研发成本。

具体地，所述步骤1中，运动平台的坐标变换模型R表达如下：

其中，R为坐标变换模型，即运动平台点坐标的坐标变换矩阵，а、β、γ分别为六自由度并联机器人的俯仰角、滚转角、偏航角。

具体地，所述步骤2中，运动平台在运动后的铰接点坐标表达如下：

其中，X₁、Y₁、Z₁分别为六自由度并联机器人运动平台运动后的铰接点坐标，X₀、Y₀、Z₀分别为六自由度并联机器人运动平台铰接点的初始坐标，ΔX、ΔY、ΔZ分别为六自由度并联机器人运动平台向X、Y、Z方向的位移量。

具体地，所述步骤3中，根据六自由度并联机器人运动平台运动的角速度函数V_X(time)、V_Y(time)、V_Z(time)、ω_X(time)、ω_Y(time)、ω_Z(time)，对六自由度并联机器人运动平台运动角速度函数求一阶导数，得到六自由度并联机器人运动平台运动角加速度函数a_X(time)、a_Y(time)、a_Z(time)、ε_X(time)、ε_Y(time)、ε_Z(time)；并对六自由度并联机器人运动平台运动速度函数求积分，得到六自由度并联机器人运动平台位移和转角函数ΔX(time)、ΔY(time)、ΔZ(time)、α(time)、β(time)、γ(time)。

具体地，所述步骤4中，获取载荷特征的过程具体包括：

步骤4-1)获取六自由度并联机器人运动平台和负载转动所需的向心载荷：

结合图2，其中，P_RX、P_RY、P_RZ分别为六自由度并联机器人运动平台和负载俯仰、滚转、偏航所需的向心载荷，m为六自由度并联机器人运动平台和负载的质量；

L_x为负载重心到俯仰旋转轴线的距离，L_y为负载重心到翻滚旋转轴线的距离，L_z表示负载重心到偏航旋转轴线上的距离；

步骤4-2)获取六自由度并联机器人运动平台和负载角加速度所需的切向载荷：

P_TX＝mε_XL_X，P_TY＝mε_YL_Y，P_TZ＝mε_ZL_Z；

其中，P_TX、P_TY、P_TZ分别为六自由度并联机器人运动平台和负载俯仰、滚转、偏航角加速度所需的切向载荷

步骤4-3)获取六自由度并联机器人运动平台和负载线加速度所需的载荷：

P_AX＝ma_X，P_AY＝ma_Y，P_AZ＝ma_Z；

结合图3，其中，P_AX、P_AY、P_AZ分别为六自由度并联机器人运动平台和负载向X、Y、Z方向运动的加速度所需的载荷。

具体地，所述步骤5中，获取力矩特征的过程具体包括：

步骤5-1)获取六自由度并联机器人运动平台和负载俯仰、滚转、偏航的转动惯量：

其中，J_X、J_Y、J_Z分别为六自由度并联机器人运动平台和负载俯仰、滚转、偏航的转动惯量，J_CX、J_CY、J_CZ分别为六自由度并联机器人运动平台和负载对其质心轴的转动惯量，L_X、L_Y、L_Z分别六自由度并联机器人运动平台和负载的质心到俯仰、滚转、偏航旋转轴的距离；

步骤5-2)获取六自由度并联机器人运动平台和负载俯仰、滚转、偏航的回转惯性力矩：

M_RX＝J_Xε_X，M_RY＝J_Yε_Y，M_RZ＝J_Zε_Z；

其中，M_RX、M_RY、M_RZ分别为六自由度并联机器人运动平台和负载俯仰、滚转、偏航的回转惯性力矩；

步骤5-3)获取六自由度并联机器人运动平台和负载重力对于旋转中心的力矩：

M_GX＝mgL_Xsinα，M_GY＝mgL_Ysinβ，M_GZ＝0；

其中，M_RX、M_RY、M_RZ分别为六自由度并联机器人运动平台和负载俯仰、滚转、偏航时重力对于旋转中心的力矩。前述参数g为重力加速度。

具体地，所述步骤6中，运动平台和负载向X、Y、Z方向运动加速度所需载荷对于旋转中心的力矩的具体确定如下：

M_AX＝ma_XL_Ycosβ+ma_ZL_Ysinβ；

M_AY＝a_YL_Xcosα+a_ZL_Xsinα；

M_AZ＝ma_XL_Xsinα+ma_YL_Ysinβ；

其中，M_AX、M_AY、M_AZ分别为六自由度并联机器人运动平台和负载向X、Y、Z方向运动加速度所需载荷对于旋转中心的力矩。

具体地，所述步骤7中，电动缸的推力模型F_i以向量形式表达如下：

F_i＝[f_i(X_Pi-X_Bi)f_i(Y_Pi-Y_Bi)f_i(Z_Pi-Z_Bi)] (3)

其中，F_i为第i条电动缸的推力；

X_Pi、Y_Pi、Z_Pi为六自由度并联机器人运动平台运动后第i个铰接点的坐标；

X_Bi、Y_Bi、Z_Bi为六自由度并联机器人基底平台第i个铰接点的坐标；

f_i为第i条电动缸的推力系数。

具体地，所述步骤8中，所述力系平衡方程为：

其中，d_Yzi表示俯仰旋转中心到向量[(Y_Pi-Y_Bi)(Z_Pi-Z_Bi)]的距离，d_XZi表示滚转旋转中心到向量[(X_Pi-X_Bi)(Z_Pi-Z_Bi)]的距离，d_XYi表示偏航旋转中心到向量[(X_Pi-X_Bi)(Y_Pi-Y_Bi)]的距离。

由此，通过求解公式(4)中的六元一次线性方程组可以解得f_i，将f_i代入公式(3)可求得电动缸推力F_i。

在可选的实施例中，上述步骤1-9的过程可通过计算机系统实现，这样的计算机系统尤其可以是以具有处理器和存储器架构的电信号和数据处理系统实现，例如台式计算机、膝上型计算机、手持式计算机或者服务器。

以计算机系统为例，其具有一个或多个处理器以及存储器，其中存储器用于存储可被操作的指令，所述指令在通过所述一个或多个处理器执行时使得一个或多个处理器执行操作，所述操作包括执行前述步骤1-9的实现流程。

尤其可选的实施例中，处理器和存储器之间可以是集成在一个物理载体内，通过数据总线进行数据通信。

在另外的实施例，计算机系统还可以被设置成在不同的载体空间内，通过数据网络进行数据传输和通信。

下面结合图4-5以及图1-3所示，对前述估算方法的一个示例进行说明。

结合图4，六自由度并联机器人基底平台与运动平台铰接点坐标如表1所示。

表1平台铰接点初始坐标

设六自由度并联机器人运动平台运动(角)速度函数分别为：V_X(time)＝0、V_Y(time)＝0、V_Z(time)＝0、ω_X(time)＝0、ω_Y(time)＝20cos(0.5π×(time+1))、ω_Z(time)＝0。

旋转中心为运动平台铰接点中心，坐标为(0,0,1076.29)。(只有ω_Y≠0，平台滚转运动)

通过计算获得：六自由度并联机器人运动平台运动(角)加速度函数a_X(time)＝0、a_Y(time)＝0、a_Z(time)＝0、ε_X(time)＝0、ε_Y(time)＝-10πsin(0.5π×time)、ε_Z(time)＝0。

通过计算获得：六自由度并联机器人运动平台位移和转角函数ΔX(time)＝0、ΔY(time)＝0、ΔZ(time)＝0、α(time)＝0、β(time)＝(40sin(0.5π×time))/π、γ(time)＝0。

由此，time＝0.5时，将ΔX(time)＝0、ΔY(time)＝0、ΔZ(time)＝0、α(time)＝0、β(time)＝9°、γ(time)＝0代入公式(1)和公式(2)可得到运动平台铰接点坐标，如表2所示。

表2 time＝0.5时平台铰接点坐标

time＝0.5时，V_X(time)＝0、V_Y(time)＝0、V_Z(time)＝0、ω_X(time)＝0、ω_Y(time)＝14.14°/s、ω_Z(time)＝0。

time＝0.5时，a_X(time)＝0、a_Y(time)＝0、a_Z(time)＝0、ε_X(time)＝0、ε_Y(time)＝-22.21°/s²、ε_Z(time)＝0。

设运动平台和负载质量为1000kg，其长宽高分别为：1200mm、800mm、1000mm。

通过载荷计算可计算：time＝0.5时，P_RX＝0、P_RY＝1000×(14.14π/180)²×0.5＝30.45N、P_RZ＝0。

time＝0.5时，P_TX＝0、P_TY＝1000×(-22.21π/180)×0.5＝-193.82N、P_TZ＝0。

time＝0.5时，P_AX＝0、P_AY＝0、P_AZ＝0。

通过力矩计算可计算：

J_CX＝1000×(0.4²+0.5²)/3＝136.67kgm²

J_CY＝1000×(0.6²+0.5²)/3＝203.33kgm²

J_CZ＝1000×(0.4²+0.6²)/3＝173.33kgm²

J_X＝136.67+1000×0.5²＝386.67kgm²

J_Y＝203.33+1000×0.5²＝453.33kgm²

J_Z＝173.33kgm²。

通过力矩计算可得到：

time＝0.5时，M_RX＝0、M_RY＝453.33×(-22.21π/180)＝-175.73Nm、M_RZ＝0。

time＝0.5时，M_GX＝0、M_GY＝1000×9.8×0.5×sin(14.14)＝1197.03Nm、M_GZ＝0。

time＝0.5时，M_AX＝0、M_AY＝0、M_AZ＝0。

通过表2数据计算：time＝0.5时，方程组(4)左边各项系数如表3、表4所示。

表3

i	1	2	3	4	5	6
							X<sub>Pi</sub>-X<sub>Bi</sub>	208.58	-208.58	-28.14	180.43	-180.43	28.14
Y<sub>Pi</sub>-Y<sub>Bi</sub>	92.43	92.43	-225.94	133.51	133.51	-225.94
							Z<sub>Pi</sub>-Z<sub>Bi</sub>	1089.59	1062.98	1020.14	1033.44	1119.13	1132.43

表4

然后计算旋转中心(0,0,1076.29)到向量[(Y_Pi-Y_Bi)(Z_Pi-Z_Bi)]的距离d_YZi，到向量[(X_Pi-X_Bi)(Z_Pi-Z_Bi)]的距离d_XZi，到向量[(X_Pi-X_Bi)(Y_Pi-Y_Bi)]的距离d_XYi，结果如表5所示。

表5

i	1	2	3	4	5	6
							d<sub>XYi</sub>	0.3679	0.3679	0.3651	0.3668	0.3668	0.3651
d<sub>XZi</sub>	0.085	0.0798	0.3527	0.2738	0.2602	0.3557
							d<sub>YZi</sub>	0.3628	0.365	0.1186	0.2486	0.2695	0.0959

表4和表5数据相乘，得到力矩平衡方程左边系数，结果如表6所示。

表6

方程组(4)可写成矩阵形式：

然后，将P_RY、P_TY、M_RY、M_GY定义正方形后代入可求得电动缸的推力系数：

然后，将电动缸的推力系数与公式(3)结合可计算电缸推力：

由上述示例性实施例可见，通过改变time值，可计算任意时刻的电缸推力，所定义的六自由度并联机器人运动平台滚转运动，平台一个周期的电缸推力曲线如图5所示，由此，通过计算机系统编程处理，利用本发明的步骤1-9的方法可计算任意时间t的电动缸的推力，进行快速准确的估算。

结合图5和图6对比，通过本发明的计算方法计算的电缸推力与通过多体动力学商业软件计算的电缸推力在分布规律、变化规律上基本吻合，在具体数值具有非常小的偏差，可满足对六自由度并联机器人零部件选型、校核、优化的需求。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种六自由度并联机器人电动缸推力估计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、基于六自由度并联机器人的俯仰角、滚转角、偏航角构造运动平台的坐标变换模型；

步骤2、根据六自由度并联机器人的运动平台的铰接点的初始坐标以及运动平台在X、Y、Z方向的位移量以确定运动平台在运动后的铰接点坐标；

步骤3、根据输入的运动平台的角速度函数获取运动平台运动角加速度函数以及运动平台位移和转角函数；

步骤4、获取载荷特征：基于六自由度并联机器人运动平台的运动平台质量及尺寸获取运动平台和负载转动所需的向心载荷、运动平台和负载角加速度所需的切向载荷以及运动平台和负载线加速度所需的载荷；

步骤5、获取力矩特征：基于运动平台和负载的质心到俯仰、滚转、偏航旋转轴的距离确定运动平台和负载俯仰、滚转、偏航的转动惯量，并据此获取运动平台和负载俯仰、滚转、偏航的回转惯性力矩以及运动平台和负载重力对于旋转中心的力矩；

步骤6、获取运动平台和负载向X、Y、Z方向运动加速度所需载荷对于旋转中心的力矩；

步骤7、根据运动平台运动后第i个铰接点的坐标以及基底平台第i个铰接点的坐标确定电动缸的推力模型F_i，F_i为第i条电动缸的推力；

步骤8、根据步骤4获取的载荷特征、步骤5获取的力矩特征以及六自由度并联机器人的俯仰角、滚转角、偏航角以构建六自由度并联机器人运动过程中任意时间点、任意位姿的力系平衡方程；

步骤9、对步骤8所得力系平衡方程进行求解后得到的对应f_i，f_i表示第i条电动缸的推力系数，将f_i结合步骤7的电动缸的推力模型F_i，输出电动缸的推力。

2.根据权利要求1所述的六自由度并联机器人电动缸推力估计方法，其特征在于，所述步骤1中，运动平台的坐标变换模型R表达如下：

其中，R为坐标变换模型，即运动平台点坐标的坐标变换矩阵，а、β、γ分别为六自由度并联机器人的俯仰角、滚转角、偏航角。

3.根据权利要求1所述的六自由度并联机器人电动缸推力估计方法，其特征在于，所述步骤2中，运动平台在运动后的铰接点坐标表达如下：

其中，X₁、Y₁、Z₁分别为六自由度并联机器人运动平台运动后的铰接点坐标，X₀、Y₀、Z₀分别为六自由度并联机器人运动平台铰接点的初始坐标，ΔX、ΔY、ΔZ分别为六自由度并联机器人运动平台向X、Y、Z方向的位移量。

4.根据权利要求1所述的六自由度并联机器人电动缸推力估计方法，其特征在于，所述步骤3中，根据六自由度并联机器人运动平台运动的角速度函数V_X(time)、V_Y(time)、V_Z(time)、ω_X(time)、ω_Y(time)、ω_Z(time)，对六自由度并联机器人运动平台运动角速度函数求一阶导数，得到六自由度并联机器人运动平台运动角加速度函数a_X(time)、a_Y(time)、a_Z(time)、ε_X(time)、ε_Y(time)、ε_Z(time)；并对六自由度并联机器人运动平台运动速度函数求积分，得到六自由度并联机器人运动平台位移和转角函数ΔX(time)、ΔY(time)、ΔZ(time)、α(time)、β(time)、γ(time)。

5.根据权利要求1所述的六自由度并联机器人电动缸推力估计方法，其特征在于，所述步骤4中，获取载荷特征的过程具体包括：

步骤4-1)获取六自由度并联机器人运动平台和负载转动所需的向心载荷：

其中，P_RX、P_RY、P_RZ分别为六自由度并联机器人运动平台和负载俯仰、滚转、偏航所需的向心载荷，m为六自由度并联机器人运动平台和负载的质量；

步骤4-2)获取六自由度并联机器人运动平台和负载角加速度所需的切向载荷：

P_TX＝mε_XL_X，P_TY＝mε_YL_Y，P_TZ＝mε_ZL_Z；

其中，P_TX、P_TY、P_TZ分别为六自由度并联机器人运动平台和负载俯仰、滚转、偏航角加速度所需的切向载荷

步骤4-3)获取六自由度并联机器人运动平台和负载线加速度所需的载荷：

P_AX＝ma_X，P_AY＝ma_Y，P_AZ＝ma_Z；

其中，P_AX、P_AY、P_AZ分别为六自由度并联机器人运动平台和负载向X、Y、Z方向运动的加速度所需的载荷。

6.根据权利要求5所述的六自由度并联机器人电动缸推力估计方法，其特征在于，所述步骤5中，获取力矩特征的过程具体包括：

步骤5-1)获取六自由度并联机器人运动平台和负载俯仰、滚转、偏航的转动惯量：

其中，J_X、J_Y、J_Z分别为六自由度并联机器人运动平台和负载俯仰、滚转、偏航的转动惯量，J_CX、J_CY、J_CZ分别为六自由度并联机器人运动平台和负载对其质心轴的转动惯量，L_X、L_Y、L_Z分别六自由度并联机器人运动平台和负载的质心到俯仰、滚转、偏航旋转轴的距离；

步骤5-2)获取六自由度并联机器人运动平台和负载俯仰、滚转、偏航的回转惯性力矩：

M_RX＝J_Xε_X，M_RY＝J_Yε_Y，M_RZ＝J_Zε_Z；

其中，M_RX、M_RY、M_RZ分别为六自由度并联机器人运动平台和负载俯仰、滚转、偏航的回转惯性力矩；

步骤5-3)获取六自由度并联机器人运动平台和负载重力对于旋转中心的力矩：

M_GX＝mgL_Xsinα，M_GY＝mgL_Ysinβ，M_GZ＝0；

其中，M_RX、M_RY、M_RZ分别为六自由度并联机器人运动平台和负载俯仰、滚转、偏航时重力对于旋转中心的力矩，g为重力加速度。

7.根据权利要求6所述的六自由度并联机器人电动缸推力估计方法，其特征在于，所述步骤6中，运动平台和负载向X、Y、Z方向运动加速度所需载荷对于旋转中心的力矩的具体确定如下：

M_AX＝ma_XL_Ycosβ+ma_ZL_Ysinβ；

M_AY＝a_YL_Xcosα+a_ZL_Xsinα；

M_AZ＝ma_XL_Xsinα+ma_YL_Ysinβ；

其中，M_AX、M_AY、M_AZ分别为六自由度并联机器人运动平台和负载向X、Y、Z方向运动加速度所需载荷对于旋转中心的力矩。

8.根据权利要求7所述的六自由度并联机器人电动缸推力估计方法，其特征在于，所述步骤7中，电动缸的推力模型F_i以向量形式表达如下：

F_i＝[f_i(X_Pi-X_Bi) f_i(Y_Pi-Y_Bi) f_i(Z_Pi-Z_Bi)] (3)

其中，F_i为第i条电动缸的推力；

X_Pi、Y_Pi、Z_Pi为六自由度并联机器人运动平台运动后第i个铰接点的坐标；

X_Bi、Y_Bi、Z_Bi为六自由度并联机器人基底平台第i个铰接点的坐标；

f_i为第i条电动缸的推力系数。

9.根据权利要求8所述的六自由度并联机器人电动缸推力估计方法，其特征在于，所述步骤8中，所述力系平衡方程为：

其中，d_Yzi表示俯仰旋转中心到向量[(Y_Pi-Y_Bi)(Z_Pi-Z_Bi)]的距离，d_XZi表示滚转旋转中心到向量[(X_Pi-X_Bi)(Z_Pi-Z_Bi)]的距离，d_XYi表示偏航旋转中心到向量[(X_Pi-X_Bi)(Y_Pi-Y_Bi)]的距离。

10.一种用于六自由度并联机器人电动缸推力估计系统，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储器，存储可被操作的指令，所述指令在通过所述一个或多个处理器执行时使得所述一个或多个处理器执行操作，所述操作包括执行所述权利要求1-9中任意一项所述方法的过程。

Images