KR20230003233A - Manipulator's multi-load adaptive gravity compensation method, device and control device - Google Patents

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KR20230003233A
KR20230003233A KR1020227042228A KR20227042228A KR20230003233A KR 20230003233 A KR20230003233 A KR 20230003233A KR 1020227042228 A KR1020227042228 A KR 1020227042228A KR 20227042228 A KR20227042228 A KR 20227042228A KR 20230003233 A KR20230003233 A KR 20230003233A
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gravity compensation
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보한 간
징 쉬
티앤 치아오
리웨이 원
쓰아오 두
쉬리앙 동
지앤 롱
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항저우 지앤지아 메디칼 테크놀로지 캄파니 리미티드
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Abstract

매니퓰레이터의 다중 하중 적응 중력 보상 방법으로, 매니퓰레이터의 기구학 모델을 구축하는 S1.1 단계, 역학 모델의 중력항을 재구성하는 S1.2 단계, 무부하 정적 위치를 샘플링하는 S1.3 단계, 각 공구 설치 후 정적 위치 샘플링을 각각 수행하는 S1.4 단계, 각 공구에서 보정할 매개변수 값을 각각 계산하는 S1.5 단계, 각 공구의 질량 및 질량 중심을 각각 계산하는 S1.6 단계, 현재 설치된 공구가 플랜지에 가하는 힘을 계산하는 S2.1 단계, 공구의 중력을 보상하는 S2.2 단계를 포함한다. 그 방법은 조작 단계를 줄이고, 효율성 및 중력 보상 성능을 향상시킨다.As a multi-load adaptive gravity compensation method of the manipulator, step S1.1 to build the kinematics model of the manipulator, step S1.2 to reconstruct the gravitational term of the dynamics model, step S1.3 to sample the no-load static position, after each tool installation Step S1.4 of performing static position sampling, respectively, step S1.5 of calculating the parameter value to be corrected for each tool, respectively, step S1.6 of calculating the mass and center of mass of each tool, respectively, the currently installed tool is the flange Step S2.1 of calculating the force applied to the tool, and step S2.2 of compensating for the gravity of the tool are included. The method reduces operation steps and improves efficiency and gravity compensation performance.

Description

매니퓰레이터의 다중 하중 적응 중력 보상 방법, 장치 및 제어 장치Manipulator's multi-load adaptive gravity compensation method, device and control device

관련 출원에 대한 교차 인용Cross-citation of related applications

본 출원은 2020년 05월 28일 중국 특허국에 제출된 출원 번호 202010466099.X, 명칭 "매니퓰레이터의 다중 하중 적응 중력 보상 방법"의 중국 특허 출원에 대한 우선권을 주장하며, 그 전체 내용은 인용을 통해 본 출원에 포함된다.This application claims priority to a Chinese patent application with Application No. 202010466099.X, titled "Multiple Load Adaptive Gravity Compensation Method for Manipulator" filed with the Patent Office of China on May 28, 2020, the entire contents of which are hereby incorporated by reference. included in this application.

본 발명은 로봇 기술 영역에 관한 것이며, 구체적으로, 매니퓰레이터의 중력 보상 방법, 장치 및 제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to the field of robot technology, and more particularly, to a gravity compensation method, device, and control device for a manipulator.

매니퓰레이터 제조 산업 및 센서 산업이 점차 발전함에 따라, 매니퓰레이터는 더 이상 생산 라인에만 사용되는 것이 아니라 생활 속 다양한 분야에 서서히 사용되기 시작했다. 종래의 산업용 매니퓰레이터는 안전 범위를 설정해야 하고, 동작 시 작업자의 부상 방지를 위해 이의 작업 영역에 작업자의 출입을 엄격하게 금지한다. 그러나 생활 속 대부분의 응용 상황에서 안전 범위를 설정하면 많은 불편이 야기되고, 인간과 기계의 협업 조작 시의 효율도 높지 않다. 인간과 기계의 작업 공간을 더 이상 분리시키지 않음으로써 인간과 기계의 진정한 고효율 고정밀도 협업 조작을 구현하기 위해, 협업형 매니퓰레이터가 개발되었다. 협업형 매니퓰레이터는 접촉력 감지 기능을 통해 인체 및 매니퓰레이터의 물리적 접촉에 반응할 수 있기 때문에, 조작자와 매뉴퓰레이터가 작업 공간을 공유할 수 있다. 협업형 매니퓰레이터의 개발로 인해 홈케어, 교육 엔터테인먼트, 건강 의료, 하이엔드 제조업 등 분야에서 매니퓰레이터의 응용이 크게 확대되었고, 고효율, 고정밀, 높은 안정성의 매니퓰레이터 특징을 이용해 생활의 다양한 측면이 향상될 수 있다.As the manipulator manufacturing industry and sensor industry gradually develop, manipulators are no longer used only on production lines, but are gradually starting to be used in various fields of life. Conventional industrial manipulators must set a safety range and strictly prohibit workers from entering their work area to prevent workers from being injured during operation. However, in most application situations in daily life, setting a safety range causes a lot of inconvenience, and the efficiency of cooperative operation between humans and machines is not high. In order to realize truly high-efficiency, high-precision collaborative operation between humans and machines by no longer separating the workspaces of humans and machines, a collaborative manipulator was developed. Since the collaborative manipulator can respond to physical contact between the human body and the manipulator through a contact force detection function, the manipulator and manipulator can share a workspace. The development of collaborative manipulators has greatly expanded the application of manipulators in fields such as home care, educational entertainment, health care, and high-end manufacturing, and various aspects of life can be improved by using the manipulator features of high efficiency, high precision, and high stability. .

제로 포스 제어 기술은 직접 교시 과정에서 마치 매니퓰레이터 자체 중력의 영향을 받지 않는 것처럼 매니퓰레이터가 외력에 순응하여 운동할 수 있다. 이러한 기술은 직접 교시의 노동 강도를 낮추고, 매니퓰레이터 제어 시의 원활성을 향상시킨다. 매니퓰레이터에 엔드 이펙터가 클램핑된 상태에서도 여전히 제로 포스 제어가 구현될 수 있도록, 매니퓰레이터 자체 및 공구에 대해 각각 매개변수를 보정하고, 리버스 엔지니어링 방법을 사용해 매니퓰레이터 각 암과 공구의 질량 및 질량 중심을 정확하게 계산해야 한다. 매니퓰레이터 자체 매개변수 보정 기술은 논문 Identifying the dynamic model used by the KUKA LWR: A reverse engineering approach. (C. Gaz, F. Flacco) 및 Gravity compensation of KUKA LBR IIWA Through Fast Robot Interface. (C. Hou, Y. Zhao)에 상세하게 설명되어 있지만, 엔드 이펙터 매개변수에 대한 보정 데이터는 거의 없다. 일부 복잡한 응용에서, 매니퓰레이터 작업을 완료하려면 엔드 이펙터를 교체해야 하는 경우도 있다. 이러한 경우, 다양한 엔드 이펙터의 제로 포스 제어가 구현될 수 있도록 매니퓰레이터의 공구의 중력에 대한 적응 보상 방법은 원활한 협업 조작을 위한 핵심이 되었다.In the direct teaching process, the zero-force control technology allows the manipulator to adapt to an external force and move as if it is not affected by the manipulator's own gravity. This technique reduces the labor intensity of direct teaching and improves the smoothness in manipulator control. To ensure that zero force control can still be implemented even when the end effector is clamped on the manipulator, parameters are calibrated for the manipulator itself and the tool respectively, and the mass and center of mass of each arm and tool of the manipulator are accurately calculated using a reverse engineering method. Should be. The manipulator self-parameter calibration technique is described in the paper Identifying the dynamic model used by the KUKA LWR: A reverse engineering approach. (C. Gaz, F. Flacco) and Gravity compensation of KUKA LBR IIWA Through Fast Robot Interface. (C. Hou, Y. Zhao), but there are few calibration data for end effector parameters. In some complex applications, the end effector may need to be replaced to complete the manipulator task. In this case, the adaptive compensation method for the gravity of the tool of the manipulator has become the key to smooth cooperative operation so that zero force control of various end effectors can be implemented.

현재 매니퓰레이터 중력 보상 방안은 일반적으로 먼저 측정기기를 사용해 엔드 이펙터의 질량을 측정한 후, 매다는 방법이나 지탱하는 방법으로 공구의 질량 중심을 측정한다. 그후 제어 시스템이 공구의 매개변수에 따라 중력을 보상할 수 있도록, 측정된 데이터를 매니퓰레이터의 제어 시스템에 도입하여 매니퓰레이터의 제로 포스 제어를 구현한다. 그러나 공구의 질량과 질량 중심을 측정할 때 공구가 시스템과 분리된 상태이므로 측정된 매개변수는 설치 과정에서 질량과 질량 중심에 미치는 영향이 무시되기 쉽고, 한 번에 하나의 공구 매개변수에만 중력을 보상할 수 있기 때문에, 공구를 교체할 때는 반드시 프로그램을 중지해야 하므로 복수의 공구를 빈번하게 교체해야 할 경우에는 효율성이 낮다.Current manipulator gravity compensation methods generally first measure the mass of the end effector using a measuring device, and then measure the center of mass of the tool by hanging or supporting it. Then, the measured data is introduced into the control system of the manipulator to implement zero force control of the manipulator so that the control system can compensate for the gravity according to the parameters of the tool. However, when measuring the mass and center of mass of a tool, since the tool is isolated from the system, the measured parameters are likely to be neglected during installation and their influence on mass and center of mass is likely to be neglected, and gravity can only be applied to one tool parameter at a time. Because compensation is possible, the program must be stopped when changing tools, so the efficiency is low when a plurality of tools need to be changed frequently.

본 발명의 목적의 하나는 조작 단계를 줄이고 효율성 및 중력 보상 성능을 높이는 매니퓰레이터의 다중 하중 적응 중력 보상 방법, 장치, 제어 장치 및 읽을 수 있는 저장 매체를 제공하는 데 있다.One object of the present invention is to provide a multi-load adaptive gravity compensation method, device, control device, and readable storage medium of a manipulator that reduces operation steps and increases efficiency and gravity compensation performance.

상기 목적을 구현하기 위해, 본 발명이 사용한 기술적 방안은 하기와 같다.In order to realize the above object, the technical solution used by the present invention is as follows.

제1 측면에서, 본 발명의 실시예는 하기의 단계를 포함하는 매니퓰레이터의 다중 하중 적응 중력 보상 방법을 제공한다.In a first aspect, an embodiment of the present invention provides a multi-load adaptive gravity compensation method for a manipulator, including the following steps.

매니퓰레이터의 기구학 모델을 구축하는 S1.1 단계.Step S1.1 to build the kinematics model of the manipulator.

역학 모델의 중력항을 재구성하는 S1.2 단계.Step S1.2 to reconstruct the gravity term of the dynamics model.

무부하 정적 위치를 샘플링하는 S1.3 단계.Step S1.3 sampling the no-load static position.

각 공구 설치 후 정적 위치 샘플링을 각각 수행하는 S1.4 단계.Step S1.4 to perform static position sampling after each tool installation, respectively.

각 공구에서 보정할 매개변수 값을 각각 계산하는 S1.5 단계.Step S1.5 of calculating the parameter value to be corrected in each tool respectively.

각 공구의 질량 및 질량 중심을 각각 계산하는 S1.6 단계.Step S1.6 to calculate the mass and center of mass of each tool, respectively.

현재 설치된 공구가 플랜지에 가하는 힘을 계산하는 S2.1 단계.Step S2.1 to calculate the force applied to the flange by the currently installed tool.

공구의 중력을 보상하는 S2.2 단계.Step S2.2 of compensating the gravity of the tool.

구현 가능한 방식의 S1.1 단계에서, 표준 D-H 방법을 사용해 매니퓰레이터 관절 좌표계를 구성한다.In step S1.1 of the feasible method, the manipulator joint coordinate system is constructed using the standard D-H method.

구현 가능한 방식의 S1.3 단계에서, 매니퓰레이터를 무부하 상태에서 작업 공간 임의의 비특이적 위치까지 이동시켜 관절 위치 및 모멘트 판독값을 샘플링한다.In step S1.3 of the feasible method, the joint position and moment readings are sampled by moving the manipulator to an arbitrary non-specific position in the workspace in an unloaded state.

구현 가능한 방식의 S1.4 단계에서, 각 공구를 매니퓰레이터 말단에 단계적으로 설치하고, 단계 S1.3을 반복하여 정적 위치 샘플링을 수행한다.In step S1.4 of the feasible method, each tool is installed step by step at the end of the manipulator, and step S1.3 is repeated to perform static position sampling.

구현 가능한 방식의 S1.4 단계에서, 각 공구에 대해 그 공구를 매니퓰레이터 말단에 설치한 후, 그 공구의 크기에 따라 현재 그 공구에 대응되는 매니퓰레이터의 유효 작업 공간을 결정한 후, 유효 작업 공간을 기반으로 단계 S1.3을 반복하여 그 공구에 대한 정적 위치 샘플링을 수행한다.In step S1.4 of the method that can be implemented, for each tool, after installing the tool at the end of the manipulator, determining the effective working space of the manipulator corresponding to the current tool according to the size of the tool, based on the effective working space Repeat step S1.3 to perform static position sampling for the tool.

구현 가능한 방식의 S1.5 단계에서, S1.3 및 S1.4 단계에서 얻은 샘플링 데이터를 공구에 따라 그룹화하고, 순차적으로 S1.2 단계의 중력항 내에 대입한다.In step S1.5 of the feasible method, the sampling data obtained in steps S1.3 and S1.4 are grouped according to tools and sequentially substituted into the gravity term in step S1.2.

구현 가능한 방식의 S1.6 단계에서, 각 공구에 대해 그 공구를 운반할 때의 보정된 매개변수 값을 무부하로 보정된 매개변수 값과 비교하고, 비교 결과 및 그 공구의 질량, 그 공구의 질량 중심, 매니퓰레이터 그리퍼의 질량과 그리퍼의 질량 중심 사이의 관계에 따라, 그 공구의 질량 및 질량 중심을 계산한다.In step S1.6 of the feasible method, for each tool, the corrected parameter value when carrying the tool is compared with the parameter value corrected at no load, and the comparison result, the mass of the tool, and the mass of the tool are compared. According to the relationship between the center of gravity, the mass of the manipulator gripper and the center of mass of the gripper, calculate the mass and center of mass of the tool.

제2 측면에서, 본 발명의 실시예는 매니퓰레이터의 다중 하중 적응 중력 보상 장치를 제공하며, 상기 장치는 하기를 포함한다.In a second aspect, an embodiment of the present invention provides a multi-load adaptive gravity compensation device for a manipulator, the device including:

매니퓰레이터의 기구학 모델을 구축하는 모델 구축 모듈과,A model building module for building a kinematics model of the manipulator;

역학 모델의 중력항을 재구성하는 중력 재구성 모듈과,A gravity reconstruction module for reconstructing the gravity term of the dynamics model;

무부하 정적 위치를 샘플링하는 위치 샘플링 모듈과,A position sampling module for sampling a no-load static position;

각 공구 설치 후 정적 위치 샘플링을 각각 수행하는 추가의 위치 샘플링 모듈과,an additional position sampling module for performing static position sampling after each tool installation, respectively;

각 공구에서 보정할 매개변수 값을 각각 계산하는 매개변수 보정 모듈과,A parameter correction module for calculating each parameter value to be corrected in each tool;

각 공구의 질량 및 질량 중심을 각각 계산하는 질량 및 질량 중심 매개변수 계산 모듈과,A mass and center of mass parameter calculation module for calculating the mass and center of mass of each tool, respectively;

현재 설치된 공구가 플랜지에 가하는 힘을 계산하는 외력 계산 모듈과,An external force calculation module for calculating the force applied to the flange by the currently installed tool;

공구의 중력을 보상하는 중력 보상 모듈을 포함한다.It includes a gravity compensation module that compensates for the gravity of the tool.

구현 가능한 방식에서, 상기 모델 구축 모듈은 매니퓰레이터의 기구학 모델 구축 과정에서, 표준 D-H 방법을 사용해 매니퓰레이터 관절 좌표계를 구성한다.In a feasible implementation, the model construction module configures the manipulator joint coordinate system using a standard D-H method in a process of building a kinematic model of the manipulator.

구현 가능한 방식에서, 상기 위치 샘플링 모듈은 매니퓰레이터의 무부하 상태에서, 매니퓰레이터를 작업 공간 임의의 비특이적 위치까지 이동하도록 제어하여 관절 위치 및 모멘트 판독값을 샘플링한다.In an implementable manner, the position sampling module samples joint position and moment readings by controlling the manipulator to move to an arbitrary non-specific position in a working space in an unloaded state of the manipulator.

구현 가능한 방식에서, 상기 위치 샘플링 모듈은 각 공구를 매니퓰레이터 말단에 단계적으로 설치한 후, 각 공구에 대해 그 공구의 크기에 따라 현재 그 공구에 대응되는 매니퓰레이터의 유효 작업 공간을 결정하고, 그런 다음 유효 작업 공간을 기반으로 매니퓰레이터를 해당 유효 작업 공간 임의의 비특이적 위치로 이동하도록 반복 제어하여 관절 위치 및 모멘트 판독값을 샘플링한다.In a feasible implementation, the position sampling module sets each tool to the end of the manipulator step by step, and then, for each tool, determines the effective working space of the manipulator currently corresponding to the tool according to the size of the tool, and then the effective working space of the manipulator corresponding to the tool. Based on the working space, the joint position and moment readings are sampled by iterative control to move the manipulator to any non-specific position in the corresponding effective working space.

구현 가능한 방식에서, 상기 매개변수 보정 모듈은 상기 위치 샘플링 모듈에 의해 얻은 샘플링 데이터를 공구에 따라 그룹화하고, 상기 중력 재구성 모듈에 의해 얻은 중력항 내에 순차적으로 대입해 계산하여, 각 공구의 보정할 매개변수 값을 얻는다.In a feasible implementation, the parameter correction module groups the sampling data obtained by the position sampling module according to tools, sequentially substitutes them into the gravity terms obtained by the gravity reconstruction module, and calculates the parameters to be corrected for each tool. get variable value

구현 가능한 방식에서, 상기 질량 및 질량 중심 매개변수 계산 모듈은 각 공구의 질량 및 질량 중심을 계산하는 과정에서, 각 공구에 대해 그 공구를 운반할 때의 보정된 매개변수 값을 무부하로 보정된 매개변수 값과 비교하고, 비교 결과 및 그 공구의 질량, 그 공구의 질량 중심, 매니퓰레이터 그리퍼의 질량과 그리퍼의 질량 중심 사이의 관계에 따라, 그 공구의 질량 및 질량 중심을 계산한다.In a feasible implementation, the mass and center-of-mass parameter calculation module calculates the mass and center of mass of each tool, for each tool, the corrected parameter value when the tool is transported is converted into a parameter value corrected without load. The variable value is compared, and the mass and center of mass of the tool are calculated according to the comparison result and the relationship between the mass of the tool, the center of mass of the tool, the mass of the manipulator gripper and the center of mass of the gripper.

제3 측면에서, 본 발명의 실시예는 메모리, 프로세서를 포함하는 매니퓰레이터의 제어 장치를 제공하며, 상기 메모리 내에는 상기 프로세서에서 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램이 저장되고, 상기 프로세서가 상기 컴퓨터 프로그램을 실행하면, 전술한 매니퓰레이터의 다중 하중 적응 중력 보상 방법이 구현된다.In a third aspect, an embodiment of the present invention provides a control device for a manipulator including a memory and a processor, wherein a computer program executable by the processor is stored in the memory, and when the processor executes the computer program , the above-described multi-load adaptive gravity compensation method of the manipulator is implemented.

제4 측면에서, 본 발명의 실시예는 컴퓨터 프로그램이 저장되는 읽을 수 있는 저장 매체를 제공하며, 상기 컴퓨터 프로그램이 프로세서에 의해 실행되면, 전술한 매니퓰레이터의 다중 하중 적응 중력 보상 방법이 실행된다.In a fourth aspect, an embodiment of the present invention provides a readable storage medium in which a computer program is stored, and when the computer program is executed by a processor, the aforementioned multi-load adaptive gravity compensation method of the manipulator is executed.

본 발명에 의해 제공되는 실시예의 유익한 효과의 하나는 하기와 같다. D-H 방법을 통해 매니퓰레이터 관절 좌표계를 구성한 후, 관절 좌표계를 기반으로 각 매니퓰레이터의 질량 중심 위치를 설정한다. 원래 중력항에서, 관절 위치 관련 항목과 질량 및 질량 중심 관련 항목을 분할하며, 분할 과정에서 보정할 매개변수를 적절하게 조합한 후 분할된 항목을 두 행렬에 넣어, 이의 곱이 여전히 원래 중력항을 충족하도록 해야 한다. 그런 다음 무부하 상태에서 매니퓰레이터의 정적 위치를 샘플링한 후, 각 공구를 매니퓰레이터 말단에 설치하고, 각각 정적 위치 샘플링을 수행한다. 샘플링 데이터를 상이한 공구로 그룹화한 후 중력항에 대입하고, SVD 분해를 사용해 조합된 매개변수 값을 얻을 수 있으며, 마지막으로 조합 물체 매개변수 분리 방법을 이용해 조합된 매개변수에서 공구의 질량 및 질량 중심을 추출할 수 있다. 무부하 상태에서 보정된 매개변수 및 실시간 관절 위치의 피드백에 기반하여, 현재 설치된 엔드 이펙터가 플랜지에 가하는 힘의 크기를 계산할 수 있다. 플랜지에 측정된 외력에 따라, 시스템이 현재 플랜지에 설치된 공구를 알 수 있으므로, 직접 보정된 매개변수 값을 사용해 공구의 중력이 보상된 후의 외력을 측정하거나, 또는 얻은 질량 및 질량 중심을 매니퓰레이터의 구성에 적용할 수 있다. 그 방법은 공구의 매개변수를 사전 계산해 얻는 방식을 통해, 실제 적용 시의 조작 단계가 간소화되고 협업 조작의 원활성이 크게 향상된다. 또한, 관절 위치 및 모멘트 센서를 사용해 공구의 매개변수를 보정함으로써, 보정된 공구 매개변수가 매니퓰레이터의 기구학 및 역학적 특성에 더욱 부합됨에 따라, 제로 포스 제어 성능이 개선된다.One of the beneficial effects of the embodiments provided by the present invention is as follows. After constructing the manipulator joint coordinate system through the D-H method, the center of mass position of each manipulator is set based on the joint coordinate system. In the original gravity term, the items related to the joint position and the items related to the mass and center of mass are split, and after properly combining the parameters to be corrected in the split process, the divided items are put into two matrices, the product of which still satisfies the original gravity term. have to do it Then, after sampling the static position of the manipulator in a no-load state, each tool is installed at the end of the manipulator, and each static position sampling is performed. After grouping the sampling data into different tools, substituting them into the gravity term, using SVD decomposition to obtain the combined parameter values, and finally using the combined object parameter separation method to obtain the mass and center of mass of the tool from the combined parameters. can be extracted. Based on the calibrated parameters and real-time joint position feedback in an unloaded state, the amount of force applied to the flange by the currently installed end effector can be calculated. According to the external force measured on the flange, the system can know which tool is currently installed on the flange, so it can directly measure the external force after the gravity of the tool is compensated using the corrected parameter value, or use the obtained mass and center of mass to configure the manipulator. can be applied to This method simplifies the operation steps in actual application and greatly improves the smoothness of cooperative operation through the method of obtaining tool parameters by pre-calculation. In addition, by using joint position and moment sensors to calibrate the parameters of the tool, the zero-force control performance is improved as the calibrated tool parameters more closely match the kinematics and dynamics of the manipulator.

도 1은 본 발명의 실시예에 의해 제공되는 매니퓰레이터의 다중 하중 적응 중력 보상 방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의해 제공되는 매니퓰레이터의 다중 하중 적응 중력 보상 방법의 공구 및 매니퓰레이터 말단 설명도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의해 제공되는 매니퓰레이터의 다중 하중 적응 중력 보상 방법의 매니퓰레이터 다중 공구 설치 설명도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의해 제공되는 매니퓰레이터의 다중 하중 적응 중력 보상 장치의 구성 설명도이다.
1 is a flowchart of a multi-load adaptive gravity compensation method of a manipulator provided by an embodiment of the present invention.
2 is an explanatory diagram of a tool and a manipulator end of a multi-load adaptive gravity compensation method of a manipulator provided by an embodiment of the present invention.
3 is a manipulator multi-tool installation explanatory diagram of the manipulator multi-load adaptive gravity compensation method provided by an embodiment of the present invention.
Fig. 4 is a structural explanatory diagram of a multi-load adaptive gravity compensating device for a manipulator provided by an embodiment of the present invention.

본 발명은 구체적 실시예 및 명세서의 도면을 결합하여 하기에서 더욱 상세하게 설명된다.The present invention is explained in more detail below by combining specific examples and drawings of the specification.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 온전한 매니퓰레이터 역학 방정식에서, 관성항, 원심력 및 크리올리의 힘항, 중력항 및 마찰력항을 포함한다. 여기서 관성항은 관절 가속도와 관련되고, 원심력은 크리올리의 힘항 및 관절 속도와 관련되고, 마찰력항 역시 관절 속도와 관련되며, 관절 가속도와 관절 속도는 매니퓰레이터가 정지 상태에 있을 때 모두 0이기 때문에, 정적 위치에 대한 연구는 중력항에 대해서만 수행될 수 있다. 중력항이 포함된 역학 방정식의 구성은 매니퓰레이터의 관절 위치 및 모멘트를 입력으로 해야 하기 때문에, 매니퓰레이터의 하드웨어에 일정한 요구사항이 있다. KUKA LBR Med 7 R800을 예로 들면, 그 매니퓰레이터는 7축 협업형 매니퓰레이터이므로, 각 관절에 모두 고정밀도의 위치 및 모멘트 센서가 갖추어져 있어 본 발명의 매니퓰레이터 하드웨어 구성에 대한 요구사항을 충족한다. KUKA LBR Med 7 R800 7축 협업형 매니퓰레이터를 예로 들어 실제 조작에 대해 설명한다.Referring to Figures 1-3, in the complete manipulator dynamics equation, we include the terms of inertia, centrifugal force and Criolis force terms, gravity term and friction force term. Here, the term of inertia is related to the joint acceleration, the centrifugal force is related to the Criolis force term and the joint velocity, the frictional force term is also related to the joint velocity, and since both the joint acceleration and the joint velocity are zero when the manipulator is at rest, Studies of static positions can only be performed for the gravitational term. Since the construction of the dynamics equation including the gravity term requires the manipulator's joint positions and moments as inputs, there are certain requirements for the manipulator's hardware. Taking the KUKA LBR Med 7 R800 as an example, its manipulator is a 7-axis collaborative manipulator, so each joint is equipped with high-precision position and moment sensors, which meets the requirements for the manipulator hardware configuration of the present invention. Using the KUKA LBR Med 7 R800 7-axis collaborative manipulator as an example, actual operation is explained.

S1.1 : 매니퓰레이터의 기구학 모델을 구축하는 단계.S1.1: A step of building a kinematics model of the manipulator.

본 실시예의 구현 가능한 방식에서, 매니퓰레이터의 기구학 모델을 구축할 때, 매니퓰레이터의 관절 좌표계 구성은 고전적인 D-H 방법을 사용한다(A Kinematic Notation for Lower-Pair Mechanisms Based on Matrices, J. Denavit, R. S. Hartenberg). KUKA LBR Med 7 R800의 경우, 이의 D-H 매개변수 표는 하기와 같다.In a feasible manner of this embodiment, when constructing the kinematic model of the manipulator, the joint coordinate system configuration of the manipulator uses the classical D-H method (A Kinematic Notation for Lower-Pair Mechanisms Based on Matrices, J. Denavit, R. S. Hartenberg). . In the case of the KUKA LBR Med 7 R800, its D-H parameter table is as follows.

KUKA LBR Med 7 R800의 D-H 매개변수 표Table of D-H parameters for the KUKA LBR Med 7 R800 관절 번호joint number

Figure pct00001
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00002
Figure pct00003
Figure pct00003
Figure pct00004
Figure pct00004
1One
Figure pct00005
Figure pct00005
00 340340
Figure pct00006
Figure pct00006
22
Figure pct00007
Figure pct00007
00 00
Figure pct00008
Figure pct00008
33
Figure pct00009
Figure pct00009
00 400400
Figure pct00010
Figure pct00010
44
Figure pct00011
Figure pct00011
00 00
Figure pct00012
Figure pct00012
55
Figure pct00013
Figure pct00013
00 400400
Figure pct00014
Figure pct00014
66
Figure pct00015
Figure pct00015
00 00
Figure pct00016
Figure pct00016
77 00 00 126126
Figure pct00017
Figure pct00017

여기서,

Figure pct00018
는 커넥팅 로드 회전각을 나타내고,
Figure pct00019
는 커넥팅 로드 길이를 나타내고,
Figure pct00020
는 커넥팅 로드 편향 거리를 나타내고,
Figure pct00021
는 관절각을 나타낸다. 관절 좌표계를 구성한 후, 일정한 규칙으로 각 매니퓰레이터의 질량 중심 위치에 대해 질량 중심 좌표계를 설정한다. 질량 중심 좌표계를 설정할 때 좌표계 원점은 각 암의 질량 중심 위치에 위치하고, 회전 각도는 i+1번째 관절의 회전 각도와 일치하면 된다.S1.2 : 역학 모델의 중력항을 재구성하는 단계.here,
Figure pct00018
Represents the connecting rod rotation angle,
Figure pct00019
represents the connecting rod length,
Figure pct00020
represents the connecting rod deflection distance,
Figure pct00021
represents the joint angle. After configuring the joint coordinate system, the center of mass coordinate system is set for the position of the center of mass of each manipulator according to a certain rule. When setting the center of mass coordinate system, the origin of the coordinate system is located at the center of mass of each arm, and the rotation angle only needs to coincide with the rotation angle of the i+1th joint. S1.2: Step of reconstructing the gravity term of the dynamics model.

본 실시예에서, 정지 상태의 매니퓰레이터의 경우, 중력항은 매니퓰레이터 관절 모멘트와 같으며, 공식은 하기와 같이 표시된다.In this embodiment, in the case of a manipulator in a stationary state, the gravitational term is equal to the manipulator joint moment, and the formula is expressed as follows.

Figure pct00022
Figure pct00022

공식을 통해 알 수 있듯이, 중력항은 관절각

Figure pct00023
, 질량
Figure pct00024
및 질량 중심
Figure pct00025
과 관련이 있다. 여기서, 질량
Figure pct00026
및 질량 중심
Figure pct00027
는 공구의 보정과 직접 관련되어 추출해야 하기 때문에, 중력항
Figure pct00028
를 하기와 같이 분할해야 한다.As can be seen from the formula, the gravitational term is the joint angle
Figure pct00023
, mass
Figure pct00024
and center of mass
Figure pct00025
is related to where the mass
Figure pct00026
and center of mass
Figure pct00027
is directly related to the calibration of the tool and must be extracted, the gravitational term
Figure pct00028
should be partitioned as follows.

Figure pct00029
Figure pct00029

질량

Figure pct00030
및 질량 중심
Figure pct00031
는 중력항에서 결합되므로 단독으로 분리될 수 없음을 쉽게 알 수 있다. 따라서 보정할 매개변수의 행렬
Figure pct00032
를 구성하기 위해서는 반드시 방정식 성립을 충족시키면서 매개변수를 합리적으로 조합하여 보정된 매개변수를 조합된
Figure pct00033
Figure pct00034
로 변경해야 한다. 매개변수 조합 시에는
Figure pct00035
의 매개변수 수를 최소화해야만, 선형 방정식 그룹이 국소 최적해에 빠지는 것을 방지해 더 나은 보정 효과를 얻을 수 있다.mass
Figure pct00030
and center of mass
Figure pct00031
It is easy to see that since is combined in the gravitational term, it cannot be separated by itself. Hence, the matrix of parameters to calibrate
Figure pct00032
In order to construct
Figure pct00033
and
Figure pct00034
should be changed to When combining parameters
Figure pct00035
By minimizing the number of parameters of , we can obtain a better correction effect by preventing the group of linear equations from falling into a local optimum.

S1.3 : 무부하 정적 위치를 샘플링하는 단계.S1.3: Step of sampling the no-load static position.

본 실시예에서, 매니퓰레이터가 무부하 상태인지 확인한 후 매니퓰레이터를 작업 공간의 비특이적 위치로 운동시키고, 각 관절이 모두 정지된 후 관절의 위치 및 모멘트를 수집한다. 샘플링 포인트가 최대한 전체 작업 공간에 널리 분포되도록 샘플링 단계를 반복한다. 샘플링 과정에서, 소수의 샘플링 포인트는 특이적 위치에 매우 근접할 수 있고, 특이점 위치에서 매니퓰레이터의 자유도 부족으로 인해 모멘트 피드백이 정확하지 않을 수 있기 때문에, 이러한 샘플링 포인트는 샘플링 세트에서 제거되어야 한다.In this embodiment, after confirming that the manipulator is in a no-load state, the manipulator is moved to a non-specific position in the work space, and after each joint is stopped, the positions and moments of the joints are collected. The sampling step is repeated so that the sampling points are distributed as widely as possible over the entire working space. In the sampling process, a few sampling points may be very close to the singular position, and the moment feedback may be inaccurate due to the lack of freedom of the manipulator at the singular position, so these sampling points should be removed from the sampling set.

도 3에서, S1.4 : 각 공구 설치 후 정적 위치의 샘플링을 각각 수행하는 단계.In Fig. 3, S1.4: each step of performing sampling of the static position after each tool installation.

본 실시예에서, 각 공구를 순차적으로 매니퓰레이터 말단에 설치한 후, S1.3 단계를 반복하여 각 공구에 대한 모션 샘플링을 수행하고, 특이적 위치가 제거된 데이터 세트를 저장한다. 공구 자체의 일정한 크기로 인해 매니퓰레이터의 운동 범위에 일정한 제한이 생김에 따라, 운동 과정에서 매니퓰레이터 자체 또는 주변 장애물과 충돌하는 사고가 발생할 수 있기 때문에, 공구의 기계적 에너지의 정적 위치에 대한 샘플링 과정에서는 샘플링 포인트가 최대한 작업 공간을 가득 채우는 동시에 충돌 사고가 방지될 수 있도록, 유효 작업 공간을 재확인하고 합리적 운동 궤적을 설계해야 한다. 본 실시예의 구현 가능한 방식에서, 각 공구에 대해, 그 공구를 매니퓰레이터 말단에 설치한 후, 그 공구의 크기에 따라 현재 그 공구에 대응되는 매니퓰레이터의 유효 작업 공간을 결정하고, 그런 다음 유효 작업 공간을 기반으로 S1.2 단계를 반복하여 그 공구에 대한 정적 위치 샘플링을 수행한다.In this embodiment, after each tool is sequentially installed at the end of the manipulator, motion sampling is performed for each tool by repeating step S1.3, and a data set from which specific positions are removed is saved. As the range of movement of the manipulator is limited due to the constant size of the tool itself, an accident of colliding with the manipulator itself or surrounding obstacles may occur during the movement process. It is necessary to reconfirm the effective working space and design a reasonable movement trajectory so that the points can fill the working space as much as possible and at the same time prevent a collision accident. In a possible implementation manner of this embodiment, for each tool, after installing the tool at the end of the manipulator, the effective working space of the manipulator currently corresponding to the tool is determined according to the size of the tool, and then the effective working space is determined. Based on this, repeat step S1.2 to perform static position sampling for the tool.

S1.5 : 각 공구의 보정할 매개변수 값을 각각 계산하는 단계.S1.5: A step of calculating each parameter value to be corrected for each tool.

본 실시예에서, S1.5 단계의 수행은 수집된 모든 데이터를 공구에 따라 그룹화하고, 각 그룹의 데이터를 S12에서 얻은 방정식 그룹에 하기와 같이 스택한다.In this embodiment, the execution of step S1.5 groups all the collected data according to the tool, and stacks the data of each group into the equation group obtained in S12 as follows.

Figure pct00036
Figure pct00036

여기서, 데이터 세트의 관절 위치는 행렬

Figure pct00037
에 스택되며, 관절 모멘트는
Figure pct00038
에 스택된다. 행렬
Figure pct00039
Figure pct00040
스택이 모두 확인되었기 때문에, 보정할 매개변수 행렬
Figure pct00041
는 SVD 분해를 통해 선형 방정식 세트를 구하는 방식으로 얻을 수 있다. 행렬
Figure pct00042
는 하기의 형식으로 분해될 수 있다.Here, the joint positions of the data set are matrices
Figure pct00037
, and the joint moment is
Figure pct00038
stacked on procession
Figure pct00039
and
Figure pct00040
Since the stacks are all checked, the parameter matrix to calibrate
Figure pct00041
can be obtained by obtaining a set of linear equations through SVD decomposition. procession
Figure pct00042
can be decomposed in the following form.

Figure pct00043
Figure pct00043

여기서, 좌측 특이 행렬

Figure pct00044
및 우측 특이 행렬
Figure pct00045
는 모두 직교 행렬이기 때문에, 과결정 방정식
Figure pct00046
의 경우,
Figure pct00047
Figure pct00048
로 하면 새로운 수식이 있다.Here, the left singular matrix
Figure pct00044
and right singular matrix
Figure pct00045
are all orthogonal matrices, the overdeterministic equation
Figure pct00046
In the case of,
Figure pct00047
Figure pct00048
, there is a new formula.

Figure pct00049
Figure pct00049

상기 수식에서,

Figure pct00050
는 대각 행렬이며, 대각 원소 전부는 행렬
Figure pct00051
의 특이값
Figure pct00052
이고
Figure pct00053
이기 때문에,
Figure pct00054
를 구할 수 있다. 마지막으로
Figure pct00055
에 따라 행렬
Figure pct00056
의 보정할 매개변수를 구할 수 있다.In the above formula,
Figure pct00050
is a diagonal matrix, and all diagonal elements are matrices
Figure pct00051
singular value of
Figure pct00052
ego
Figure pct00053
Because it is
Figure pct00054
can be obtained. finally
Figure pct00055
matrix according to
Figure pct00056
parameters to be calibrated can be obtained.

S1.6 : 각 공구의 질량 및 질량 중심을 각각 계산하는 단계.S1.6: Calculating the mass and center of mass of each tool respectively.

본 실시예에서, 단계 S1.5를 실행하는 과정은 강체인 공구를 매니퓰레이터 말단에 설치한 후 매개변수를 보정해야 하기 때문에, 보정된 매개변수 중 마지막 세그먼트 강체의 질량 및 질량 중심이 실질적으로 매니퓰레이터 마지막 세그먼트와 공구가 결합된 매개변수이다. 따라서, 공구의 질량 및 질량 중심은 공구로 보정된 매개변수와 무부하로 보정된 매개변수를 비교하고, 다시 공구의 질량 및 질량 중심과 매니퓰레이터 그리퍼의 질량 및 질량 중심 사이의 관계를 특성화하는 데 사용되는 다물체 시스템 질량 중심 공식을 결합시켜 결정할 수 있다. 따라서, 본 실시예의 구현 가능한 방식에서, 각 공구에 대해, 그 공구를 운반할 때 보정된 매개변수 값과 무부하로 보정된 매개변수 값을 비교하고, 비교 결과 및 그 공구의 질량, 그 공구의 질량 중심, 매니퓰레이터 그리퍼의 질량과 그리퍼의 질량 중심 사이의 관계에 따라, 그 공구의 질량 및 질량 중심을 계산한다.In this embodiment, in the process of executing step S1.5, since the parameters must be corrected after the rigid tool is installed at the end of the manipulator, the mass and center of mass of the last segment rigid body among the corrected parameters are substantially the last segment of the manipulator. It is a parameter that combines segments and tools. Therefore, the mass and center of mass of the tool are used to compare the parameters calibrated with the tool and the parameters calibrated with no load, which in turn characterizes the relationship between the mass and center of mass of the tool and the mass and center of mass of the manipulator gripper. It can be determined by combining the multi-body system center of mass formula. Therefore, in an implementable manner of the present embodiment, for each tool, the parameter value corrected when carrying the tool and the parameter value corrected at no load are compared, and the comparison result and the mass of the tool, the mass of the tool According to the relationship between the center of gravity, the mass of the manipulator gripper and the center of mass of the gripper, calculate the mass and center of mass of the tool.

여기서, KUKA LBR Med 7 R800의 말단을 예로 들어 도 2를 참조하면, 공구를 클램핑한 매니퓰레이터 시스템에 해당되는 다물체 시스템 질량 중심 공식은 하기와 같은 물리적 특성을 갖는다.Here, taking the end of the KUKA LBR Med 7 R800 as an example and referring to FIG. 2 , the formula for the center of mass of the multi-body system corresponding to the tool-clamped manipulator system has the following physical properties.

Figure pct00057
Figure pct00057

여기서,

Figure pct00058
는 공구와 그리퍼가 결합된 질량 중심이고,
Figure pct00059
Figure pct00060
는 각각 공구의 질량 및 질량 중심이며,
Figure pct00061
Figure pct00062
는 각각 그리퍼의 질량 및 질량 중심이다. 상기 공식을 보정된 매개변수 수식과 연립하면, 공구의 질량
Figure pct00063
및 질량 중심
Figure pct00064
를 구할 수 있다.here,
Figure pct00058
is the center of mass of the combined tool and gripper,
Figure pct00059
and
Figure pct00060
are the mass and center of mass of the tool, respectively,
Figure pct00061
and
Figure pct00062
are the mass and center of mass of the gripper, respectively. Combining the above formula with the calibrated parametric formula, the mass of the tool
Figure pct00063
and center of mass
Figure pct00064
can be obtained.

동시에, 본 발명은 중력 보상에 적용되는 공구 매개변수의 자동 선택 시스템을 설계한다. 그 시스템은 관절 모멘트 및 위치 센서의 출력을 시스템의 입력으로 사용하고, 시스템 내부에서 현재 공구가 매니퓰레이터 말단에 가하는 힘을 계산함에 따라, 클램핑된 공구의 유형을 판단하고, 다시 S1에서 계산된 매개변수를 적용하여 중력 보상을 완료한다. 상세한 구현 단계는 하기와 같다.At the same time, the present invention designs a system for automatic selection of tool parameters applied to gravity compensation. The system uses the output of the joint moment and position sensor as input to the system, and internally calculates the force that the current tool exerts on the manipulator end, determines the type of clamped tool, and returns the parameter calculated in S1 is applied to complete the gravity compensation. Detailed implementation steps are as follows.

S2.1 : 현재 설치된 공구가 플랜지(매니퓰레이터 말단)에 가하는 힘을 계산하는 단계.S2.1: Step of calculating the force applied to the flange (end of the manipulator) by the currently installed tool.

본 실시예에서, 무부하 상태의 보정된 매개변수를 사용할 수 있고, 현재 위치에서 매니퓰레이터 본체에 의한 관절 모멘트

Figure pct00065
를 계산할 수 있다. 실시간 측정된 관절 모멘트
Figure pct00066
Figure pct00067
를 상쇄하면, 외력에 의한 관절 모멘트
Figure pct00068
를 얻을 수 있다. 다시 야코비 행렬을 이용해 외력을 관절 공간에서 작업 공간으로 매핑할 수 있고, 매니퓰레이터 말단(플랜지)이 작업 공간에서 받는 외력을 계산할 수 있다.In this embodiment, the calibrated parameters in the no-load state can be used, and the joint moment by the manipulator body at the current position
Figure pct00065
can be calculated. Real-time measured joint moments
Figure pct00066
Wow
Figure pct00067
If , the joint moment due to the external force
Figure pct00068
can be obtained. Again, the external force can be mapped from the joint space to the working space using the Jacobian matrix, and the external force received by the manipulator end (flange) in the working space can be calculated.

S2.2 : 공구의 중력을 보상하는 단계.S2.2: A step of compensating for the gravity of the tool.

본 실시예에서, 공구 사이의 차이는 외력의 값에 반영될 수 있다. 예를 들어, 공구 사이의 질량 차이가 비교적 크면, 외력 XYZ 방향의 값을 공구를 구분하는 기준으로 사용할 수 있다. 공구의 질량 차이가 작고 질량 중심 차이가 크면, 외력 ABC 방향의 토크를 구분하는 기준으로 고려할 수 있다. 질량 및 질량 중심의 차이가 모두 크지 않는 공구의 경우, 하나의 공구로 간주하여 동일하게 보정된 매개변수를 적용할 수 있고, 보다 나은 보상 효과를 얻을 수도 있다. 입력 공구 매개변수가 중력 보상으로 자동 허용되는 매니퓰레이터의 경우, 단계 S1.6에서 계산된 공구의 질량 및 질량 중심을 매니퓰레이터의 구성에 직접 기입함에 따라, 매니퓰레이터 내장 프로그램이 공구에 가해지는 외력을 계산할 수 있다. 중력 보상 기능이 없는 매니퓰레이터의 경우, 단계 S1.5에서 보정된 매개변수를 직접 적용하여 현재 공구에 가해지는 외력을 계산할 수 있다. 이로써, 매니퓰레이터가 감지하는 외력은 공구 중력이 보상된 외력이며, 그 외력을 입력으로 사용하는 제어 전략 역시 공구의 영향을 무시하게 된다. 즉, 제로 포스 제어가 달성된다.In this embodiment, the difference between the tools can be reflected in the value of the external force. For example, if the mass difference between the tools is relatively large, the value of the external force in the XYZ directions may be used as a criterion for classifying the tools. If the mass difference of the tool is small and the center of mass difference is large, the torque in the direction of external force ABC can be considered as a criterion for classification. In the case of a tool with a small difference in mass and center of mass, the same corrected parameters can be applied by considering it as one tool, and a better compensation effect can be obtained. In the case of a manipulator whose input tool parameters are automatically accepted as gravity compensation, by directly writing the mass and center of mass of the tool calculated in step S1.6 into the configuration of the manipulator, the manipulator built-in program can calculate the external force applied to the tool. there is. In the case of a manipulator without a gravity compensation function, the external force applied to the current tool can be calculated by directly applying the parameter calibrated in step S1.5. Thus, the external force detected by the manipulator is the external force compensated for by the tool's gravity, and the control strategy using the external force as an input also ignores the influence of the tool. That is, zero force control is achieved.

또한, 도 4를 참조하면, 본 발명은 매니퓰레이터의 다중 하중 적응 중력 보상 장치(100)를 더 제공하며, 그 다중 하중 적응 중력 보상 장치(100)에 포함된 각 기능을 통해 상기 매니퓰레이터에 대한 다중 하중 적응 중력 보상 방법을 실행하는 모듈이 구현된다. 여기서, 상기 다중 하중 적응 중력 보상 장치(100)는 모델 구축 모듈(110), 중력 재구성 모듈(120), 위치 샘플링 모듈(130), 매개변수 보정 모듈(140), 질량 및 질량 중심 매개변수 계산 모듈(150), 외력 계산 모듈(160) 및 중력 보상 모듈(170)을 포함한다.In addition, referring to FIG. 4, the present invention further provides a multi-load adaptive gravity compensating device 100 for the manipulator, and multiple loads for the manipulator through each function included in the multi-load adaptive gravity compensating device 100. A module implementing the adaptive gravity compensation method is implemented. Here, the multi-load adaptive gravity compensation device 100 includes a model building module 110, a gravity reconstruction module 120, a position sampling module 130, a parameter correction module 140, a mass and center of mass parameter calculation module 150, an external force calculation module 160 and a gravity compensation module 170.

모델 구축 모듈(110)은 매니퓰레이터의 기구학 모델을 구축하도록 구성된다.The model building module 110 is configured to build a kinematics model of the manipulator.

중력 재구성 모듈(120)은 역학 모델의 중력항을 재구성하도록 구성된다.The gravity reconstruction module 120 is configured to reconstruct the gravity terms of the dynamics model.

위치 샘플링 모듈(130)은 무부하 정적 위치를 샘플링하도록 구성된다.The position sampling module 130 is configured to sample the no-load static position.

위치 샘플링 모듈(130)은 각 공구 설치 후 정적 위치 샘플링을 각각 수행하도록 더 구성된다.The position sampling module 130 is further configured to each perform static position sampling after each tool installation.

매개변수 보정 모듈(140)은 각 공구에서 보정할 매개변수 값을 각각 계산하도록 구성된다.The parameter correction module 140 is configured to calculate each parameter value to be corrected in each tool.

질량 및 질량 중심 매개변수 계산 모듈(150)은 각 공구의 질량 및 질량 중심을 각각 계산하도록 구성된다.The mass and center of mass parameter calculation module 150 is configured to calculate the mass and center of mass of each tool, respectively.

외력 계산 모듈(160)은 현재 설치된 공구가 플랜지에 가하는 힘을 계산하도록 구성된다.The external force calculation module 160 is configured to calculate the force applied to the flange by the currently installed tool.

중력 보상 모듈(170)은 공구의 중력을 보상하도록 구성된다.The gravity compensation module 170 is configured to compensate for the gravity of the tool.

본 실시예의 구현 가능한 방식에서, 상기 모델 구축 모듈(110)은 매니퓰레이터의 기구학 모델을 구축하는 과정에서, 표준 D-H 방법을 사용해 매니퓰레이터 관절 좌표계를 구성한다.In a feasible implementation of this embodiment, the model building module 110 configures the manipulator joint coordinate system using a standard D-H method in the process of building a kinematic model of the manipulator.

본 실시예의 구현 가능한 방식에서, 상기 위치 샘플링 모듈(130)은 매니퓰레이터의 무부하 상태에서, 매니퓰레이터를 작업 공간 임의의 비특이적 위치까지 이동하도록 제어하여 관절 위치 및 모멘트 판독값을 샘플링한다.In a possible implementation of the present embodiment, the position sampling module 130 controls the manipulator to move to an arbitrary non-specific position in a work space in an unloaded state of the manipulator to sample joint position and moment readings.

본 실시예의 구현 가능한 방식에서, 상기 위치 샘플링 모듈(130)은 각 공구를 매니퓰레이터 말단에 단계적으로 설치한 후, 각 공구에 대해 그 공구의 크기에 따라 현재 그 공구에 대응되는 매니퓰레이터의 유효 작업 공간을 결정하고, 그런 다음 유효 작업 공간을 기반으로 매니퓰레이터를 해당 유효 작업 공간 임의의 비특이적 위치로 이동하도록 반복 제어하여 관절 위치 및 모멘트 판독값을 샘플링한다.In a feasible implementation of the present embodiment, the position sampling module 130 installs each tool step by step at the end of the manipulator, and then determines the effective working space of the manipulator currently corresponding to the tool according to the size of the tool for each tool. determined, and then iteratively controlled to move the manipulator to any non-specific position in the effective working space based on the effective working space to sample the joint position and moment readings.

본 실시예의 구현 가능한 방식에서, 상기 매개변수 보정 모듈(140)은 상기 위치 샘플링 모듈에 의해 얻은 샘플링 데이터를 공구에 따라 그룹화하고, 상기 중력 재구성 모듈에 의해 얻은 중력항 내에 순차적으로 대입해 계산하여, 각 공구의 보정할 매개변수 값을 얻는다.In a feasible implementation of this embodiment, the parameter correction module 140 groups the sampling data obtained by the position sampling module according to tools, and sequentially substitutes them into the gravity term obtained by the gravity reconstruction module to calculate, Obtain the parameter values to be calibrated for each tool.

본 발명의 실시예에 의해 제공되는 다중 하중 적응 중력 보상 장치(100)에서, 그 기본 원리 및 기술적 효과는 전술한 다중 하중 적응 중력 보상 방법과 동일하다는 점에 유의해야 하며, 간략한 설명을 위해 본 실시예에서 언급되지 않은 부분은 상기 다중 하중 적응 중력 보상 방법의 설명 내용을 참조할 수 있다.It should be noted that in the multiple load adaptive gravity compensation device 100 provided by the embodiment of the present invention, its basic principle and technical effect are the same as the above-described multiple load adaptive gravity compensation method, and for brief description, this embodiment Parts not mentioned in the examples may refer to the description of the multi-load adaptive gravity compensation method.

또한, 본 발명은 매니퓰레이터의 제어 장치를 더 제공하며, 그 제어 장치는 메모리, 프로세서를 포함한다. 여기서, 상기 메모리는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 제품을 포함할 수 있고, 상기 컴퓨터 프로그램 제품은 휘발성 메모리 및/또는 비휘발성 메모리와 같은 다양한 형식의 읽을 수 있는 저장 매체를 포함할 수 있다. 상기 휘발성 메모리는 예를 들어 랜덤 액세스 메모리 및/또는 캐시 메모리 등을 포함할 수 있다. 상기 비휘발성 메모리는 예를 들어 읽기 전용 메모리, 하드 디스크, 플래시 메모리 등을 포함할 수 있다. 상기 읽을 수 있는 저장 매체에는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램을 저장할 수 있고, 프로세서는 상기 컴퓨터 프로그램을 실행하여 상기 매니퓰레이터의 다중 하중 적응 중력 보상 방법으로 대표되는 기능 및/또는 기타 원하는 기능을 구현할 수 있다. 상기 읽을 수 있는 저장 매체에는 다양한 응용 프로그램 및 상기 응용 프로그램에 의해 사용 및/또는 생성되는 다양한 데이터 등과 같은 각종 데이터를 저장할 수 있다.In addition, the present invention further provides a control device for the manipulator, and the control device includes a memory and a processor. Here, the memory may include one or more computer program products, and the computer program product may include various types of readable storage media such as volatile memory and/or non-volatile memory. The volatile memory may include, for example, random access memory and/or cache memory. The non-volatile memory may include, for example, a read-only memory, a hard disk, or a flash memory. One or more computer programs may be stored in the readable storage medium, and a processor may execute the computer program to implement a function represented by the multi-load adaptive gravity compensation method of the manipulator and/or other desired functions. The readable storage medium may store various types of data, such as various application programs and various data used and/or created by the application programs.

상기 프로세서는 디지털 신호 프로세서, 필드 프로그램 가능 게이트 어레이, 프로그램 가능 논리 어레이 중 적어도 하나의 하드웨어 형식을 사용해 구현될 수 있으며, 상기 프로세서는 중앙처리장치 또는 데이터 처리 능력 및/또는 명령 실행 능력을 갖는 기타 형식의 처리장치 중 하나 이상의 조합일 수 있고, 상기 제어 장치의 기타 구성요소를 제어하여 원하는 기능을 실행할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 메모리에 저장된 컴퓨터 프로그램을 상응하게 실행하여 그 컴퓨터 프로그램으로 대표되는 기능을 구현할 수 있다.The processor may be implemented using at least one hardware form of a digital signal processor, a field programmable gate array, and a programmable logic array, and the processor may be a central processing unit or other form having data processing capability and/or instruction execution capability. It may be a combination of one or more of the processing devices of the above, and may execute a desired function by controlling other components of the control device. The processor may implement functions represented by the computer program by correspondingly executing the computer program stored in the memory.

본 실시예의 구현 가능한 방식에서, 상기 매니퓰레이터의 다중 하중 적응 중력 보상 장치(100)는 소프트웨어 또는 펌웨어 형식으로 상기 제어 장치의 메모리에 저장될 수 있으며, 상기 제어 장치의 프로세서에 의해 상기 메모리의 상기 다중 하중 적응 중력 보상 장치(100)에 포함된 소프트웨어 기능 모듈 및 컴퓨터 프로그램 등이 실행됨에 따라, 상기 매니퓰레이터의 다중 하중 적응 중력 보상 방법에 대응되는 기능이 구현된다.In a possible implementation of this embodiment, the multi-load adaptive gravity compensating device 100 of the manipulator may be stored in the memory of the control device in the form of software or firmware, and the multiple loads of the memory may be stored by a processor of the control device. As software function modules and computer programs included in the adaptive gravity compensation device 100 are executed, functions corresponding to the multi-load adaptive gravity compensation method of the manipulator are implemented.

요약하면, 상기 방안은 D-H 방법을 통해 매니퓰레이터 관절 좌표계를 구성한 후, 관절 좌표계를 기반으로 각 매니퓰레이터의 질량 중심 위치를 설정한다. 원래 중력항에서, 관절 위치 관련 항목과 질량 및 질량 중심 관련 항목을 분할하고, 분할 과정에서 보정할 매개변수를 적절하게 조합한 후 분할된 항목을 두 행렬에 넣어, 이의 곱이 여전히 원래 중력항을 충족하도록 해야 한다. 그런 다음 무부하 상태에서 매니퓰레이터의 정적 위치를 샘플링한 후, 각 공구를 매니퓰레이터 말단에 설치하고, 각각 정적 위치 샘플링을 수행한다. 샘플링 데이터를 상이한 공구로 그룹화한 후 중력항에 대입하고, SVD 분해를 사용해 조합된 매개변수 값을 얻을 수 있으며, 마지막으로 조합 물체 매개변수 분리 방법을 이용해 조합된 매개변수에서 공구의 질량 및 질량 중심을 추출할 수 있다. 무부하 상태에서 보정된 매개변수 및 실시간 관절 위치의 피드백에 기반하여, 현재 설치된 엔드 이펙터가 플랜지에 가하는 힘의 크기를 계산할 수 있다. 플랜지에 측정된 외력에 따라, 시스템이 현재 플랜지에 설치된 공구를 알 수 있으므로, 직접 보정된 매개변수 값을 사용해 공구의 중력이 보상된 후의 외력을 측정하거나, 또는 얻은 질량 및 질량 중심을 매니퓰레이터의 구성에 적용할 수 있다. 그 방법은 공구의 매개변수를 사전 계산해 얻는 방식을 통해, 실제 적용 시의 조작 단계가 간소화되고 협업 조작의 원활성이 크게 향상된다. 또한, 관절 위치 및 모멘트 센서를 사용해 공구의 매개변수를 보정함으로써, 보정된 공구 매개변수가 매니퓰레이터의 기구학 및 역학적 특성에 더욱 부합됨에 따라, 제로 포스 제어 성능이 개선된다.In summary, the above scheme configures the manipulator joint coordinate system through the D-H method, and then sets the position of the center of mass of each manipulator based on the joint coordinate system. In the original gravity term, the items related to the joint position and the items related to the mass and center of mass are divided, and after appropriately combining the parameters to be corrected in the division process, the divided items are put into two matrices, the product of which still satisfies the original gravity term. have to do it Then, after sampling the static position of the manipulator in a no-load state, each tool is installed at the end of the manipulator, and each static position sampling is performed. After grouping the sampling data into different tools, substituting them into the gravity term, using SVD decomposition to obtain the combined parameter values, and finally using the combined object parameter separation method to obtain the mass and center of mass of the tool from the combined parameters. can be extracted. Based on the calibrated parameters and real-time joint position feedback under no-load conditions, the amount of force applied to the flange by the currently installed end effector can be calculated. According to the external force measured on the flange, the system can know which tool is currently installed on the flange, so it can directly measure the external force after the gravity of the tool is compensated using the corrected parameter value, or use the obtained mass and center of mass to configure the manipulator. can be applied to This method simplifies the operation steps in actual application and greatly improves the smoothness of cooperative operation through the method of obtaining tool parameters by pre-calculation. In addition, by using joint position and moment sensors to calibrate tool parameters, the zero-force control performance is improved as the calibrated tool parameters more closely match the kinematics and dynamics of the manipulator.

마지막으로 설명이 필요한 점은, 위의 실시예는 본 발명의 보호 범위를 제한하기 위한 것이 아니라 본 발명의 기술적 방안을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 비록 선택적인 구현 방식을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하였다 해도, 당업자라면 본 발명의 기술적 방안의 본질과 범위를 벗어나지 않고 본 발명의 기술적 방안을 변경하거나 동등하게 교체할 수 있다.Finally, the point that needs to be explained is that the above embodiments are not intended to limit the protection scope of the present invention, but only to explain the technical solutions of the present invention, although the present invention will be described in detail with reference to optional implementation methods. Even so, those skilled in the art may change or equivalently replace the technical solution of the present invention without departing from the essence and scope of the technical solution of the present invention.

본 발명의 실시예에 의해 제공되는 매니퓰레이터 다중 하중 적응 중력 보상 방법, 장치, 제어 장치 및 읽을 수 있는 저장 매체는 D-H 방법을 통해 매니퓰레이터 관절 좌표계를 구성한 후, 관절 좌표계를 기반으로 각 매니퓰레이터의 질량 중심 위치를 설정한다. 원래 중력항에서, 관절 위치 관련 항목과 질량 및 질량 중심 관련 항목을 분할하고, 분할 과정에서 보정할 매개변수를 적절하게 조합한 후 분할된 항목을 두 행렬에 넣어, 이의 곱이 여전히 원래 중력항을 충족하도록 해야 한다. 그런 다음 무부하 상태에서 매니퓰레이터의 정적 위치를 샘플링한 후, 각 공구를 매니퓰레이터 말단에 설치하고, 각각 정적 위치 샘플링을 수행한다. 샘플링 데이터를 상이한 공구로 그룹화한 후 중력항에 대입하고, SVD 분해를 사용해 조합된 매개변수 값을 얻을 수 있으며, 마지막으로 조합 물체 매개변수 분리 방법을 이용해 조합된 매개변수에서 공구의 질량 및 질량 중심을 추출할 수 있다. 무부하 상태에서 보정된 매개변수 및 실시간 관절 위치의 피드백에 기반하여, 현재 설치된 엔드 이펙터가 플랜지에 가하는 힘의 크기를 계산할 수 있다. 플랜지에 측정된 외력에 따라, 시스템이 현재 플랜지에 설치된 공구를 알 수 있으므로, 직접 보정된 매개변수 값을 사용해 공구의 중력이 보상된 후의 외력을 측정하거나, 또는 얻은 질량 및 질량 중심을 매니퓰레이터의 구성에 적용할 수 있다. 그 방법은 공구의 매개변수를 사전 계산해 얻는 방식을 통해, 실제 적용 시의 조작 단계가 간소화되고 협업 조작의 원활성이 크게 향상된다. 또한, 관절 위치 및 모멘트 센서를 사용해 공구의 매개변수를 보정함으로써, 보정된 공구 매개변수가 매니퓰레이터의 기구학 및 역학적 특성에 더욱 부합됨에 따라, 제로 포스 제어 성능이 개선된다.The manipulator multiple load adaptive gravity compensation method, device, control device, and readable storage medium provided by an embodiment of the present invention configure the manipulator joint coordinate system through the D-H method, and then the center of mass position of each manipulator based on the joint coordinate system. set In the original gravity term, the items related to the joint position and the items related to the mass and center of mass are divided, and after appropriately combining the parameters to be corrected in the division process, the divided items are put into two matrices, the product of which still satisfies the original gravity term. have to do it Then, after sampling the static position of the manipulator in a no-load state, each tool is installed at the end of the manipulator, and each static position sampling is performed. After grouping the sampling data into different tools, substituting them into the gravity term, using SVD decomposition to obtain the combined parameter values, and finally using the combined object parameter separation method to obtain the mass and center of mass of the tool from the combined parameters. can be extracted. Based on the calibrated parameters and real-time joint position feedback under no-load conditions, the amount of force applied to the flange by the currently installed end effector can be calculated. According to the external force measured on the flange, the system can know which tool is currently installed on the flange, so it can directly measure the external force after the gravity of the tool is compensated using the corrected parameter value, or use the obtained mass and center of mass to configure the manipulator. can be applied to This method simplifies the operation steps in actual application and greatly improves the smoothness of cooperative operation through the method of obtaining tool parameters by pre-calculation. In addition, by using joint position and moment sensors to calibrate tool parameters, the zero-force control performance is improved as the calibrated tool parameters more closely match the kinematics and dynamics of the manipulator.

Claims (15)

매니퓰레이터의 기구학 모델을 구축하는 S1.1 단계,
역학 모델의 중력항을 재구성하는 S1.2 단계,
무부하 정적 위치를 샘플링하는 S1.3 단계,
각 공구 설치 후 정적 위치 샘플링을 각각 수행하는 S1.4 단계,
각 공구에서 보정할 매개변수 값을 각각 계산하는 S1.5 단계,
각 공구의 질량 및 질량 중심을 각각 계산하는 S1.6 단계,
현재 설치된 공구가 플랜지에 가하는 힘을 계산하는 S2.1 단계,
공구의 중력을 보상하는 S2.2 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
매니퓰레이터 다중 하중 적응 중력 보상 방법.
Step S1.1 of building a kinematics model of the manipulator;
Step S1.2 of reconstructing the gravitational term of the dynamics model;
Step S1.3 sampling the no-load static position;
Step S1.4 of performing static position sampling after each tool installation, respectively;
Step S1.5 of calculating each parameter value to be corrected in each tool;
Step S1.6 of calculating the mass and center of mass of each tool, respectively;
Step S2.1 of calculating the force applied to the flange by the currently installed tool;
Compensating for the gravity of the tool, characterized in that it comprises a step S2.2
Manipulator multiple load adaptive gravity compensation method.
제 1 항에 있어서,
S1.1 단계에서, 표준 D-H 방법을 사용해 매니퓰레이터 관절 좌표계를 구성하는 것을 특징으로 하는
매니퓰레이터 다중 하중 적응 중력 보상 방법.
According to claim 1,
In step S1.1, the standard DH method is used to construct the manipulator joint coordinate system.
Manipulator multiple load adaptive gravity compensation method.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
S1.3 단계에서, 매니퓰레이터를 무부하 상태에서 작업 공간 임의의 비특이적 위치까지 이동시켜 관절 위치 및 모멘트 판독값을 샘플링하는 것을 특징으로 하는
매니퓰레이터 다중 하중 적응 중력 보상 방법.
According to claim 1 or 2,
In step S1.3, the joint position and moment readings are sampled by moving the manipulator from an unloaded state to an arbitrary non-specific position in the workspace.
Manipulator multiple load adaptive gravity compensation method.
제 3 항에 있어서,
S1.4 단계에서, 각 공구를 매니퓰레이터 말단에 단계적으로 설치하고, 단계 S1.3을 반복하여 정적 위치 샘플링을 수행하는 것을 특징으로 하는
매니퓰레이터 다중 하중 적응 중력 보상 방법.
According to claim 3,
In step S1.4, each tool is installed step by step at the end of the manipulator, and step S1.3 is repeated to perform static position sampling.
Manipulator multiple load adaptive gravity compensation method.
제 4 항에 있어서,
S1.4 단계에서, 각 공구에 대해 그 공구를 매니퓰레이터 말단에 설치한 후, 그 공구의 크기에 따라 현재 그 공구에 대응되는 매니퓰레이터의 유효 작업 공간을 결정한 후, 유효 작업 공간을 기반으로 단계 S1.3을 반복하여 그 공구에 대한 정적 위치 샘플링을 수행하는 것을 특징으로 하는
매니퓰레이터 다중 하중 적응 중력 보상 방법.
According to claim 4,
In step S1.4, after installing the tool at the end of the manipulator for each tool, determining the effective working space of the manipulator corresponding to the current tool according to the size of the tool, and then, based on the effective working space, step S1. 3 is repeated to perform static position sampling for the tool.
Manipulator multiple load adaptive gravity compensation method.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
S1.5 단계에서, S1.3 및 S1.4 단계에서 얻은 샘플링 데이터를 공구에 따라 그룹화하고, 순차적으로 S1.2 단계의 중력항 내에 대입하는 것을 특징으로 하는
매니퓰레이터 다중 하중 적응 중력 보상 방법.
According to any one of claims 1 to 5,
In step S1.5, the sampling data obtained in steps S1.3 and S1.4 are grouped according to the tool and sequentially substituted into the gravity term of step S1.2.
Manipulator multiple load adaptive gravity compensation method.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
S1.6 단계에서, 각 공구에 대해 그 공구를 운반할 때의 보정된 매개변수 값을 무부하로 보정된 매개변수 값과 비교하고, 비교 결과 및 그 공구의 질량, 그 공구의 질량 중심, 매니퓰레이터 그리퍼의 질량과 그리퍼의 질량 중심 사이의 관계에 따라, 그 공구의 질량 및 질량 중심을 계산하는 것을 특징으로 하는
매니퓰레이터 다중 하중 적응 중력 보상 방법.
According to any one of claims 1 to 6,
In step S1.6, for each tool, the corrected parameter value at the time of carrying the tool is compared with the parameter value corrected at no load, and the comparison result and the mass of the tool, the center of mass of the tool, and the manipulator gripper are compared. Calculating the mass and center of mass of the tool according to the relationship between the mass of the gripper and the center of mass of the gripper
Manipulator multiple load adaptive gravity compensation method.
매니퓰레이터의 기구학 모델을 구축하는 모델 구축 모듈과,
역학 모델의 중력항을 재구성하는 중력 재구성 모듈과,
무부하 정적 위치를 샘플링하는 위치 샘플링 모듈과,
각 공구 설치 후 정적 위치 샘플링을 각각 수행하는 추가의 위치 샘플링 모듈과,
각 공구에서 보정할 매개변수 값을 각각 계산하는 매개변수 보정 모듈과,
각 공구의 질량 및 질량 중심을 각각 계산하는 질량 및 질량 중심 매개변수 계산 모듈과,
현재 설치된 공구가 플랜지에 가하는 힘을 계산하는 외력 계산 모듈과,
공구의 중력을 보상하는 중력 보상 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는
매니퓰레이터 다중 하중 적응 중력 보상 장치.
A model building module for building a kinematics model of the manipulator;
A gravity reconstruction module for reconstructing the gravity term of the dynamics model;
A position sampling module for sampling a no-load static position;
an additional position sampling module for performing static position sampling after each tool installation, respectively;
A parameter correction module for calculating each parameter value to be corrected in each tool;
A mass and center of mass parameter calculation module for calculating the mass and center of mass of each tool, respectively;
An external force calculation module for calculating the force applied to the flange by the currently installed tool;
Characterized in that it comprises a gravity compensation module for compensating for the gravity of the tool
Manipulator multiple load adaptive gravity compensation device.
제 8 항에 있어서,
상기 모델 구축 모듈은 매니퓰레이터의 기구학 모델 구축 과정에서, 표준 D-H 방법을 사용해 매니퓰레이터 관절 좌표계를 구성하는 것을 특징으로 하는
매니퓰레이터 다중 하중 적응 중력 보상 장치.
According to claim 8,
Characterized in that the model building module configures the manipulator joint coordinate system using the standard DH method in the process of building the kinematics model of the manipulator.
Manipulator multiple load adaptive gravity compensation device.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 위치 샘플링 모듈은 매니퓰레이터의 무부하 상태에서, 매니퓰레이터를 작업 공간 임의의 비특이적 위치까지 이동하도록 제어하여 관절 위치 및 모멘트 판독값을 샘플링하는 것을 특징으로 하는
매니퓰레이터 다중 하중 적응 중력 보상 장치.
According to claim 8 or 9,
Characterized in that the position sampling module samples joint position and moment readings by controlling the manipulator to move to an arbitrary non-specific position in the workspace in an unloaded state of the manipulator.
Manipulator multiple load adaptive gravity compensation device.
제 10 항에 있어서,
상기 위치 샘플링 모듈은 각 공구를 매니퓰레이터 말단에 단계적으로 설치한 후, 각 공구에 대해 그 공구의 크기에 따라 현재 그 공구에 대응되는 매니퓰레이터의 유효 작업 공간을 결정하고, 그런 다음 유효 작업 공간을 기반으로 매니퓰레이터를 해당 유효 작업 공간 임의의 비특이적 위치로 이동하도록 반복 제어하여, 관절 위치 및 모멘트 판독값을 샘플링하는 것을 특징으로 하는
매니퓰레이터 다중 하중 적응 중력 보상 장치.
According to claim 10,
After installing each tool step by step at the end of the manipulator, the position sampling module determines the effective working space of the manipulator currently corresponding to the tool according to the size of the tool for each tool, and then, based on the effective working space, Iteratively controlling the manipulator to move to any non-specific position in its effective working space, sampling the joint position and moment readings.
Manipulator multiple load adaptive gravity compensation device.
제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 매개변수 보정 모듈은 상기 위치 샘플링 모듈에 의해 얻은 샘플링 데이터를 공구에 따라 그룹화하고, 상기 중력 재구성 모듈에 의해 얻은 중력항 내에 순차적으로 대입해 계산하여, 각 공구의 보정할 매개변수 값을 얻는 것을 특징으로 하는
매니퓰레이터 다중 하중 적응 중력 보상 장치.
According to any one of claims 8 to 11,
The parameter correction module groups the sampling data obtained by the position sampling module according to tools, calculates by sequentially substituting them into the gravity terms obtained by the gravity reconstruction module, and obtains parameter values to be corrected for each tool. characterized
Manipulator multiple load adaptive gravity compensation device.
제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 질량 및 질량 중심 매개변수 계산 모듈은 각 공구의 질량 및 질량 중심을 계산하는 과정에서, 각 공구에 대해 그 공구를 운반할 때의 보정된 매개변수 값을 무부하로 보정된 매개변수 값과 비교하고, 비교 결과 및 그 공구의 질량, 그 공구의 질량 중심, 매니퓰레이터 그리퍼의 질량과 그리퍼의 질량 중심 사이의 관계에 따라, 그 공구의 질량 및 질량 중심을 계산하는 것을 특징으로 하는
매니퓰레이터 다중 하중 적응 중력 보상 장치.
According to any one of claims 8 to 12,
In the process of calculating the mass and center of mass of each tool, the mass and center of mass parameter calculation module compares the corrected parameter value for each tool with the parameter value corrected when the tool is carried with the parameter value corrected without load, , calculating the mass and center of mass of the tool according to the comparison result and the relationship between the mass of the tool, the center of mass of the tool, the mass of the manipulator gripper and the center of mass of the gripper.
Manipulator multiple load adaptive gravity compensation device.
메모리, 프로세서를 포함하고, 상기 메모리 내에는 상기 프로세서에서 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램이 저장되며,
상기 프로세서가 상기 컴퓨터 프로그램을 실행하면, 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 매니퓰레이터의 다중 하중 적응 중력 보상 방법을 구현하는 것을 특징으로 하는
매니퓰레이터의 제어 장치.
It includes a memory and a processor, and a computer program that can be executed by the processor is stored in the memory,
When the processor executes the computer program, the multi-load adaptive gravity compensation method of the manipulator according to any one of claims 1 to 7 is implemented.
Manipulator's control unit.
컴퓨터 프로그램이 저장되며,
상기 컴퓨터 프로그램이 프로세서에 의해 실행되면, 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 매니퓰레이터의 다중 하중 적응 중력 보상 방법이 실행되는 것을 특징으로 하는
읽을 수 있는 저장 매체.
computer programs are stored,
When the computer program is executed by the processor, the multi-load adaptive gravity compensation method of the manipulator according to any one of claims 1 to 7 is executed.
A readable storage medium.
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