一種通過振動抑制改善工業機器人運動參數估計的方法

一種通過振動抑制改善工業機器人運動參數估計的方法

振動是在數控機床和工業機器人等工業系統上存在的普遍現象。此外，用于估計工業機器人中的關節角度位置的傳感器受到振動的嚴重影響將導致錯誤的估計。本文提出了一種通過適當抑制從兩個主傳感器（加速度計和陀螺儀）獲取的信號上的振動分量來改善工業機器人運動學參數估計的方法。卡爾曼濾波器負責過濾偽振動。另外，分別改進每個傳感器獲得的結果，并使用傳感器融合技術來合并來自兩個傳感器的信息。該方法在專有硬件信號處理器中實現，并在ABB IRB 140工業機器人中進行測試，首先分析僅一個關節的運動曲線，然后評估兩個融合任務的跟蹤路徑：一個矩形和一個圓形。這項工作的結果證明，傳感器融合技術伴隨著適當的振動抑制能夠提供比其他技術更好的估計。

在6自由度的機器人中提出并測試了提供工業機器人的完整關節運動學和位置的系統。該系統是基于振動抑制的KF技術和融合兩個主要傳感器的測量。值得注意的是，盡管使用校準方法來補償外部因素造成的誤差，但是振動嚴重影響了機械手運動學參數的估計。 KF被證明是抑制振動的一個很好的工具，引入的延遲對獲得準確的結果并無影響，所以任務可以在線使用。沒有這個階段，所有的結果都沒有意義，對振動噪音的抑制是非常重要的。這些傳感器的融合改進了每個傳感器分別提供的測量結果。通過使用這些傳感器和技術，改進了機器人運動學參數的估計。結果顯示，傳感器融合不受單獨使用陀螺儀或加速度計引起的累積誤差的影響。

刊名：SHOCK AND VIBRATION（英）

刊期：2016年2016期

作者：Elvira-Ortiz,DA et al

編譯：張姣