本發(fā)明實施例涉及工業(yè)機械臂技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種機械臂末端工具質(zhì)心的辨識方法、裝置、設(shè)備及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

工業(yè)機械臂是擬人手臂、手腕和手功能的機械電子裝置，它可把任一物件或工具按空間位姿(位置和姿態(tài))的時變要求進(jìn)行移動，從而完成某一工業(yè)生產(chǎn)的作業(yè)要求。

目前，機械臂末端放置末端工具時，通常需要對末端工具進(jìn)行精確的物理建模，通過軟件分析得到其相關(guān)參數(shù)。例如，物理建模獲取末端工具的質(zhì)心與質(zhì)量，有助于機械臂末端操作末端工具能夠準(zhǔn)確把握末端工具的定位與力控。

但是，機械臂每當(dāng)更換末端末端工具時，就需要對末端工具進(jìn)行精確建模并獲得其對應(yīng)參數(shù)，效率較低。若不重新建模獲取對應(yīng)的參數(shù)，質(zhì)心位置與質(zhì)量參數(shù)的誤差會對機械臂控制末端末端工具造成不良影響，如影響末端末端工具操作時定位的精確度與力度控制的準(zhǔn)確性。.

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供一種機械臂末端末端工具質(zhì)心辨識方法、裝置、設(shè)備及存儲介質(zhì)，能夠避免現(xiàn)有技術(shù)中每當(dāng)機器臂更換末端工具時均要通過繁瑣的物理建模方式對末端工具質(zhì)心進(jìn)行辨識的過程。

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種機械臂末端工具質(zhì)心的辨識方法，包括：

獲取機械臂的末端工具的質(zhì)量，并調(diào)整機械臂的臂形以使所述機械臂的末端關(guān)節(jié)軸向與重力方向垂直；

控制所述末端關(guān)節(jié)在第一平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動以帶動所述末端工具在所述第一平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，并當(dāng)所述末端工具在所述第一平面內(nèi)轉(zhuǎn)動第一預(yù)設(shè)角度時，確定所述末端工具的第一目標(biāo)力矩；

將所述末端工具的質(zhì)量、所述第一預(yù)設(shè)角度以及所述第一目標(biāo)力矩輸入到預(yù)設(shè)的辨識模型，獲得所述末端工具的質(zhì)心分別在第一方向和第二方向的分量；

控制目標(biāo)關(guān)節(jié)在第二平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動以帶動所述末端關(guān)節(jié)和所述末端工具在所述第二平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，并當(dāng)所述末端工具在所述第二平面內(nèi)轉(zhuǎn)動第二預(yù)設(shè)角度時，確定所述末端工具的第二目標(biāo)力矩，其中，所述目標(biāo)關(guān)節(jié)與所述末端關(guān)節(jié)相鄰；

將所述末端工具的質(zhì)量、所述第二預(yù)設(shè)角度以及所述第二目標(biāo)力矩輸入到預(yù)設(shè)的辨識模型，獲得所述末端工具的質(zhì)心在第三方向的分量。

第二方面，本發(fā)明實施例還提供了一種機械臂末端工具質(zhì)心的辨識裝置，包括：

質(zhì)量獲取模塊，用于獲取機械臂的末端工具的質(zhì)量，并調(diào)整機械臂的臂形以使所述機械臂的末端關(guān)節(jié)軸向與重力方向垂直；

第一驅(qū)動力矩獲取模塊，用于控制所述末端關(guān)節(jié)在第一平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動以帶動所述末端工具在所述第一平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，并當(dāng)所述末端工具在所述第一平面內(nèi)轉(zhuǎn)動第一預(yù)設(shè)角度時，確定所述末端工具的第一目標(biāo)力矩；

第一分量獲取模塊，用于將所述末端工具的質(zhì)量、所述第一預(yù)設(shè)角度以及所述第一目標(biāo)力矩輸入到預(yù)設(shè)的辨識模型，獲得所述末端工具的質(zhì)心分別在第一方向和第二方向的分量；

目標(biāo)力矩獲取模塊，用于控制目標(biāo)關(guān)節(jié)在第二平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動以帶動所述末端關(guān)節(jié)和所述末端工具在所述第二平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，并當(dāng)所述末端工具在所述第二平面內(nèi)轉(zhuǎn)動第二預(yù)設(shè)角度時，確定所述末端工具的第二目標(biāo)力矩，其中，所述目標(biāo)關(guān)節(jié)與所述末端關(guān)節(jié)相鄰；

第二分量獲取模塊，用于將所述末端工具的質(zhì)量、所述第二預(yù)設(shè)角度以及所述第二目標(biāo)力矩輸入到預(yù)設(shè)的辨識模型，獲得所述末端工具的質(zhì)心在第三方向的分量。

第三方面，本發(fā)明實施例還提供了一種設(shè)備，所述設(shè)備包括：

一個或多個處理器；

存儲器，用于存儲一個或多個程序，

當(dāng)所述一個或多個程序被所述一個或多個處理器執(zhí)行，使得所述一個或多個處理器實現(xiàn)本發(fā)明實施例所述的機械臂末端工具質(zhì)心的辨識方法。

第四方面，本發(fā)明實施例還提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)本發(fā)明實施例所述的機械臂末端工具質(zhì)心的辨識方法。

本發(fā)明實施例提供了一種機械臂末端工具質(zhì)心辨識的技術(shù)方案，通過獲取機械臂的末端工具的質(zhì)量，在第一平面內(nèi)，將末端工具的質(zhì)量、第一預(yù)設(shè)角度以及第一目標(biāo)力矩輸入到預(yù)設(shè)的辨識模型，獲得末端工具的質(zhì)心分別在第一方向和第二方向的分量，通過在第二平面內(nèi)，將末端工具的質(zhì)量、第二預(yù)設(shè)角度以及第二目標(biāo)力矩輸入到預(yù)設(shè)的辨識模型，確定末端工具的質(zhì)心在第三方向的分量，避免了現(xiàn)有技術(shù)中每當(dāng)機器臂更換末端工具時均要通過繁瑣的物理建模方式對末端工具質(zhì)心進(jìn)行辨識的過程，在精確確定末端工具的質(zhì)心位置的同時，節(jié)省了時間，提高了質(zhì)心確定效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例一中的一種機械臂末端工具質(zhì)心的辨識方法的流程圖；

圖2a是本發(fā)明實施例二中的一種機械臂末端工具質(zhì)心的辨識方法的流程圖；

圖2b是本發(fā)明實施例二中的末端工具投影在第一工具坐標(biāo)系中x1y1平面的示意圖；

圖2c是本發(fā)明實施例二中的末端工具投影在第二工具坐標(biāo)系中y2z2平面的示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例三中的一種機械臂末端工具質(zhì)心的辨識裝置的結(jié)構(gòu)圖；

圖4是本發(fā)明實施例四中的一種設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部結(jié)構(gòu)。

實施例一

圖1為本發(fā)明實施例一提供的一種機械臂末端工具質(zhì)心的辨識方法的流程圖，本實施例可適用于各種機械臂末端工具質(zhì)心的辨識的情況，該方法可以由本發(fā)明實施例提供的機械臂末端工具質(zhì)心的辨識裝置來執(zhí)行，該裝置可采用軟件和/或硬件的方式實現(xiàn)，該裝置可集成在任何提供機械臂末端工具質(zhì)心的辨識功能的設(shè)備中，例如可以是電腦。如圖1所示，具體包括：

s110、獲取機械臂的末端工具的質(zhì)量，并調(diào)整機械臂的臂形以使所述機械臂的末端關(guān)節(jié)軸向與重力方向垂直。

其中，機械臂是機械人技術(shù)領(lǐng)域中得到最廣泛實際應(yīng)用的自動化機械裝置，本實施例中的機械臂常指工業(yè)機械臂。工業(yè)機械臂特指擬人手臂、手腕和手功能的機械電子裝置，例如可把任一物件或工具按空間位姿(位置和姿態(tài))的時變要求進(jìn)行移動，從而完成某一工業(yè)生產(chǎn)的作業(yè)要求。末端工具為在機械臂末端法蘭安裝的用以執(zhí)行不同工作內(nèi)容的專用工具，如吸盤、機械手抓或者焊槍等。

具體的，在本實施例中，在機械臂未安裝末端工具前，需要對末端工具的質(zhì)量進(jìn)行測量并記錄，并調(diào)整機械臂的臂形以使機械臂的末端關(guān)節(jié)軸向與重力方向垂直。將機械臂的末端關(guān)節(jié)軸向與重力方向垂直有助于對機械臂的末端關(guān)節(jié)建立工具坐標(biāo)系。

s120、控制所述末端關(guān)節(jié)在第一平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動以帶動所述末端工具在所述第一平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，并當(dāng)所述末端工具在所述第一平面內(nèi)轉(zhuǎn)動第一預(yù)設(shè)角度時，確定所述末端工具的第一目標(biāo)力矩。

其中，末端工具本身未設(shè)有電機，不能自主運動，而是通過末端關(guān)節(jié)內(nèi)部安裝的電機帶動進(jìn)行勻速轉(zhuǎn)動。第一平面保證末端工具能夠在二維平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，第一預(yù)設(shè)角度為末端工具初始位置與轉(zhuǎn)動結(jié)束位置所轉(zhuǎn)動的角度值，第一目標(biāo)力矩只是用于克服末端工具的重力力矩。

具體的，末端關(guān)節(jié)通過末端法蘭與末端工具物理相連，由于末端關(guān)節(jié)安裝有電機，因此當(dāng)末端關(guān)節(jié)的電機驅(qū)動末端關(guān)節(jié)在第一平面內(nèi)工作時，能夠帶動末端工具在第一平面內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)動，并且，第一預(yù)設(shè)角度的大小與第一目標(biāo)力矩的值有關(guān)。因此，當(dāng)末端工具保持在第一平面內(nèi)轉(zhuǎn)動第一預(yù)設(shè)角度時，可以獲取當(dāng)前角度相對應(yīng)的第一目標(biāo)力矩。

示例性的，確定所述末端工具的第一目標(biāo)力矩，包括：獲取所述末端關(guān)節(jié)的第一驅(qū)動力矩，以及獲取所述末端關(guān)節(jié)于轉(zhuǎn)動所述第一預(yù)設(shè)角度時對應(yīng)的第一摩擦力矩與第一重力力矩；根據(jù)所述第一驅(qū)動力矩、所述第一摩擦力矩以及所述第一重力力矩以確定所述第一目標(biāo)力矩。

其中，第一驅(qū)動力矩為末端關(guān)節(jié)的電機上電時，用于驅(qū)動末端關(guān)節(jié)以及末端關(guān)節(jié)帶動末端工具在第一平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動的力矩；第一摩擦力矩為當(dāng)末端關(guān)節(jié)在第一平面內(nèi)轉(zhuǎn)動第一預(yù)設(shè)角度時，通過摩擦力學(xué)模型計算出的末端關(guān)節(jié)與相鄰關(guān)節(jié)之間的摩擦力矩，例如若末端關(guān)節(jié)為n，那么相鄰關(guān)節(jié)為n-1；第一重力力矩為末端關(guān)節(jié)在第一平面內(nèi)轉(zhuǎn)動第一預(yù)設(shè)角度時，克服末端關(guān)節(jié)自身重力的力矩。

具體的，末端工具的第一目標(biāo)力矩為在第一平面內(nèi)用于克服末端工具重力的力矩，由于末端工具的質(zhì)心位置為未知，因此不能由重力乘以力臂的方式直接獲取末端工具的重力矩。當(dāng)末端關(guān)節(jié)帶動末端工具運動時，末端關(guān)節(jié)的第一驅(qū)動力矩是可以準(zhǔn)確獲取的，并且，末端關(guān)節(jié)的第一驅(qū)動力矩包含了末端關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動時克服自身的第一重力力矩以及克服與相鄰關(guān)節(jié)之間的第一摩擦力矩，因此，末端工具的第一目標(biāo)力矩可以由獲取的第一驅(qū)動力矩減去第一重力力矩以及減去第一摩擦力矩而得。

s130、將所述末端工具的質(zhì)量、所述第一預(yù)設(shè)角度以及所述第一目標(biāo)力矩輸入到預(yù)設(shè)的辨識模型，獲得所述末端工具的質(zhì)心分別在第一方向和第二方向的分量。

其中，末端工具的質(zhì)心為末端工具的質(zhì)量中心，由于末端工具大多為非規(guī)則的幾何形狀，因此末端工具的質(zhì)心并非其幾何中心。第一方向和第二方向指的是三維坐標(biāo)系中的任意兩個方向，或者二維坐標(biāo)系中的兩個方向。通常末端工具質(zhì)心的辨識指的是對質(zhì)心位置進(jìn)行辨識，因此，可以先通過末端工具的質(zhì)量、第一預(yù)設(shè)角度以及第一目標(biāo)力矩輸入到預(yù)設(shè)的辨識模型，獲得末端工具的質(zhì)心分別在第一方向和第二方向的分量。

示例性的，所述辨識模型為根據(jù)所述末端工具的目標(biāo)力矩與所述末端工具的質(zhì)量、轉(zhuǎn)動預(yù)設(shè)角度的關(guān)系所建立的模型。

具體的，目標(biāo)力矩是改變末端工具原有運動狀態(tài)的原因，包含但不限于末端工具在第一平面內(nèi)的第一目標(biāo)力矩與第二平面內(nèi)的第二目標(biāo)力矩。當(dāng)末端工具在某一平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動時，目標(biāo)力矩在任意時刻需要克服的力矩為末端工具的重力矩。因此，辨識模式是根據(jù)末端工具的目標(biāo)力矩與末端工具的質(zhì)量、轉(zhuǎn)動預(yù)設(shè)角度的關(guān)系所建立的模型。并且根據(jù)末端工具在不同轉(zhuǎn)動預(yù)設(shè)角度時采集的驅(qū)動力矩(包含但不限于末端關(guān)節(jié)在第一平面內(nèi)的第一驅(qū)動力矩與目標(biāo)關(guān)節(jié)在第二平面內(nèi)的第二驅(qū)動力矩)，即可確定末端工具的質(zhì)心分別在第一方向和第二方向的分量。

s140、控制目標(biāo)關(guān)節(jié)在第二平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動以帶動所述末端關(guān)節(jié)和所述末端工具在所述第二平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，并當(dāng)所述末端工具在所述第二平面內(nèi)轉(zhuǎn)動第二預(yù)設(shè)角度時，確定所述末端工具的第二目標(biāo)力矩。

其中，第二目標(biāo)力矩與第一目標(biāo)力矩類似，具體為末端工具在第二平面內(nèi)轉(zhuǎn)動時，用于克服末端工具重力的力矩。其中，所述目標(biāo)關(guān)節(jié)與所述末端關(guān)節(jié)相鄰，具體指的是目標(biāo)關(guān)節(jié)可以是與末端關(guān)節(jié)直接物理連接的關(guān)節(jié)，也可以是與末端關(guān)節(jié)不直接物理連接的關(guān)節(jié)，例如，設(shè)定末端關(guān)節(jié)為n時，目標(biāo)關(guān)節(jié)可以是n-1，目標(biāo)關(guān)節(jié)也可以是n-2或者n-3等。

由于控制末端工具在第一平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動只能確定末端工具的質(zhì)心在兩個方向上的分量，因此需要借助末端工具在第二平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，才能使得末端工具在第三方向上產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，并當(dāng)末端工具在第二平面內(nèi)轉(zhuǎn)動第二預(yù)設(shè)角度時，確定末端工具的第二目標(biāo)力矩。

需要說明的是，由于末端工具在第一平面轉(zhuǎn)動時，初始位置發(fā)生變化，因此在末端工具于第二平面內(nèi)轉(zhuǎn)動前，將末端工具與末端關(guān)節(jié)回歸至初始位置。并且，在末端工具在第二平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動的過程中，應(yīng)該保證末端關(guān)節(jié)與末端工具的相對位置不發(fā)生任何變化。

示例性的，確定所述末端工具的第二目標(biāo)力矩，包括；獲取所述目標(biāo)關(guān)節(jié)的第二驅(qū)動力矩，以及獲取所述目標(biāo)關(guān)節(jié)于轉(zhuǎn)動所述第二預(yù)設(shè)角度時對應(yīng)的第二摩擦力矩與第二重力力矩；根據(jù)所述第二驅(qū)動力矩、所述第二摩擦力矩以及所述第二重力力矩以確定所述第二目標(biāo)力矩。

其中，第二驅(qū)動力矩為驅(qū)動目標(biāo)關(guān)節(jié)在第二平面內(nèi)轉(zhuǎn)動的驅(qū)動力，再由目標(biāo)關(guān)節(jié)帶動末端關(guān)節(jié)與末端工具在第二平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)送。第二驅(qū)動力矩與第一驅(qū)動力矩的類似，包含目光關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動時克服自身的第二重力力矩以及克服與相鄰關(guān)節(jié)之間的第二摩擦力矩，因此，末端工具的第二目標(biāo)力矩可以由獲取的第二驅(qū)動力矩減去第二重力力矩以及減去第二摩擦力矩而得。其中，相鄰關(guān)節(jié)為與目標(biāo)關(guān)節(jié)物理相連且遠(yuǎn)離末端工具一端的關(guān)節(jié)。例如，若目標(biāo)關(guān)節(jié)為n-1時，那么第二摩擦力矩為目標(biāo)關(guān)節(jié)n-1與相鄰關(guān)節(jié)n-2之間的力矩，或目標(biāo)關(guān)節(jié)為n-4時，那么第二摩擦力矩為目標(biāo)關(guān)節(jié)n-4與相鄰關(guān)節(jié)n-5之間的力矩，也即摩擦力矩為發(fā)生轉(zhuǎn)動操作行為相關(guān)的兩個關(guān)節(jié)之間的摩擦力。

由于第二驅(qū)動力矩包含了目標(biāo)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動第二預(yù)設(shè)角度時對應(yīng)的第二摩擦力第二重力力矩以及第二目標(biāo)力矩。因此，當(dāng)?shù)诙Σ亮乜梢酝ㄟ^摩擦力模型獲得，第二重力力矩可以通過動力學(xué)模型獲得的情況下，即可求出第二目標(biāo)力矩。

需要說明的是，由于機械臂構(gòu)型的原因，第一預(yù)設(shè)角度的取值范圍為[-90°，90°]；第二預(yù)設(shè)角度限制的取值范圍為[-80°，80°]，。

s150、將所述末端工具的質(zhì)量、所述第二預(yù)設(shè)角度以及所述第二目標(biāo)力矩輸入到預(yù)設(shè)的辨識模型，獲得所述末端工具的質(zhì)心在第三方向的分量。

其中，末端工具的質(zhì)心在第三方向的分量是保證末端工具與末端關(guān)節(jié)之間不發(fā)生位置變化的前提下，通過末端關(guān)節(jié)在第二平面內(nèi)的勻速轉(zhuǎn)動，改變末端工具質(zhì)心在第三方向上的變化而求出的在第三方向上的變量。并且，第一方向、第二方向以及第三方向為第一工具坐標(biāo)系中的任意軸方向。

需要說明的是，第一驅(qū)動力矩與第二驅(qū)動力矩可以通過力矩傳感器檢測而得；也可以檢測驅(qū)動電流，并根據(jù)驅(qū)動電流計算第一驅(qū)動力矩與第二驅(qū)動力矩，或者還可以根據(jù)其他方法求出第一驅(qū)動力矩與第二驅(qū)動力矩。

本實施例通過獲取機械臂的末端工具的質(zhì)量，在第一平面內(nèi)，將末端工具的質(zhì)量、第一預(yù)設(shè)角度以及第一目標(biāo)力矩輸入到預(yù)設(shè)的辨識模型，獲得末端工具的質(zhì)心分別在第一方向和第二方向的分量，通過在第二平面內(nèi)，將末端工具的質(zhì)量、第二預(yù)設(shè)角度以及第二目標(biāo)力矩輸入到預(yù)設(shè)的辨識模型，確定末端工具的質(zhì)心在第三方向的分量，避免了現(xiàn)有技術(shù)中每當(dāng)機器臂更換末端工具時均要通過繁瑣的物理建模方式對末端工具質(zhì)心進(jìn)行辨識的過程，在精確確定末端工具的質(zhì)心位置的同時，節(jié)省了時間，提高了質(zhì)心確定效率。

實施例二

圖2a為本發(fā)明實施例二提供的一種機械臂末端工具質(zhì)心的辨識方法的流程圖，本實施例在上述實施例的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，提供了優(yōu)化的所述將所述末端工具的質(zhì)量、所述第一預(yù)設(shè)角度以及所述第一目標(biāo)力矩輸入到預(yù)設(shè)的辨識模型，獲得所述末端工具的質(zhì)心分別在第一方向和第二方向的分量的處理方法，以及提供了將所述末端工具的質(zhì)量、所述第二預(yù)設(shè)角度以及所述第二目標(biāo)力矩輸入到預(yù)設(shè)的辨識模型，獲得所述末端工具的質(zhì)心在第三方向的分量的處理方法，相應(yīng)的：

s210、獲取機械臂的末端工具的質(zhì)量，并調(diào)整機械臂的臂形以使所述機械臂的末端關(guān)節(jié)軸向與重力方向垂直。

s220、控制所述末端關(guān)節(jié)在第一平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動以帶動所述末端工具在所述第一平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，并當(dāng)所述末端工具在所述第一平面內(nèi)轉(zhuǎn)動第一預(yù)設(shè)角度時，確定所述末端工具的第一目標(biāo)力矩。

s230、基于所述末端關(guān)節(jié)建立第一工具坐標(biāo)系，在所述末端關(guān)節(jié)在所述第一平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動過程中，將所述末端工具投影于所述第一工具坐標(biāo)系的x1y1平面內(nèi)。

其中，設(shè)定所述第一工具坐標(biāo)系的原點為所述末端關(guān)節(jié)的中心位置，所述第一工具坐標(biāo)系的x1軸沿重力方向，所述第一工具坐標(biāo)系的y1軸沿水平方向以及所述第一工具坐標(biāo)系的z1軸沿與所述x1y1平面垂直的方向。

由于末端關(guān)節(jié)的電機上電在第一平面內(nèi)轉(zhuǎn)動時，同時帶動了末端工具在第一平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，因此將第一工具坐標(biāo)系是基于末端關(guān)節(jié)建立的坐標(biāo)系，且可以設(shè)定第一工具坐標(biāo)系的原點為末端關(guān)節(jié)的中心位置，x1軸沿重力方向，y1軸沿水平方向以及z1軸沿與所述x1y1平面垂直的方向。

需要說明的是，本實施例提供的x1軸，y1軸以及z1軸的方向僅僅是一種示例，x1軸，y1軸以及z1軸的方向還可以設(shè)定為其他方向，這里不做限定。另外，在末端工具在第一平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動過程中，可以將末端工具投影于第一工具坐標(biāo)系的x1y1平面內(nèi)，也可以將末端工具投影于第一工具坐標(biāo)系的y1z1平面內(nèi)，還可以將末端工具投影于第一工具坐標(biāo)系的x1z1平面內(nèi)。由于將末端工具在第一工具坐標(biāo)系中的某個平面進(jìn)行投影只是用于簡化計算，因此，本實施例對末端工具投影在第一工具坐標(biāo)系的平面也不做限定。

s240、設(shè)定所述末端工具的質(zhì)心在所述x1y1平面內(nèi)投影與所述第一工具坐標(biāo)系原點的連線為第一長度，設(shè)定所述第一長度與所述重力方向的夾角角度為第一角度。

其中，第一長度為末端工具的質(zhì)心在x1y1平面內(nèi)投影與第一工具坐標(biāo)系原點的連線，第一角度為第一長度與重力方向的夾角角度。由于末端工具的質(zhì)心位置是本實施例最終要辨識的未知量，因此，可以通過預(yù)設(shè)第一長度與第一角度來對末端工具的質(zhì)心位置在x1軸與y1軸進(jìn)行辨識。

s250、將所述末端工具的質(zhì)量、所述第一預(yù)設(shè)角度以及所述第一目標(biāo)力矩輸入到預(yù)設(shè)的辨識模型，以獲得所述第一長度與所述第一角度。

具體的，末端工具在第一平面內(nèi)轉(zhuǎn)動的投影為x1y1平面，通過將末端工具的質(zhì)量、第一預(yù)設(shè)角度以及第一目標(biāo)力矩輸入到預(yù)設(shè)的辨識模型，即可求出第一長度與第一角度的兩個未知量。

s260、根據(jù)所述第一長度與所述第一角度確定所述末端工具的質(zhì)心分別在x1軸和y1軸的分量。

具體的，通過由辨識模型求出的第一長度與第一角度，能夠求出在第一工具坐標(biāo)系中，末端工具的質(zhì)心分別在x1軸和y1軸的分量。

s270、控制目標(biāo)關(guān)節(jié)在第二平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動以帶動所述末端關(guān)節(jié)和所述末端工具在所述第二平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，并當(dāng)所述末端工具在所述第二平面內(nèi)轉(zhuǎn)動第二預(yù)設(shè)角度時，確定所述末端工具的第二目標(biāo)力矩。

s280、基于所述目標(biāo)關(guān)節(jié)建立第二工具坐標(biāo)系，在所述目標(biāo)關(guān)節(jié)在所述第二平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動過程中，將所述末端工具投影于所述第二工具坐標(biāo)系的y2z2平面。

其中，設(shè)定所述第二工具坐標(biāo)系的原點為所述目標(biāo)關(guān)節(jié)的中心位置，所述第二工具坐標(biāo)系的y2軸沿重力方向，所述第二坐標(biāo)系的z2軸沿水平方向以及所述第二坐標(biāo)系的x2軸沿與所述y2z2平面垂直的方向。

其中，由于帶動末端關(guān)節(jié)與末端工具在第二平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動的第二驅(qū)動力是由目標(biāo)關(guān)節(jié)中的電機提供，因此將第二坐標(biāo)系基于目標(biāo)關(guān)節(jié)建立第二工具坐標(biāo)系，且可以設(shè)定第二工具坐標(biāo)系的原點為目標(biāo)關(guān)節(jié)的中心位置，y2軸為重力方向，z2軸為水平方向以及x2軸為與所述y2z2平面垂直的方向。本實施例控制末端工具在z2軸方向上發(fā)生轉(zhuǎn)動，用于通過預(yù)設(shè)的第二長度與第二角度求出末端工具的質(zhì)心位置在z2軸進(jìn)行辨識，再將末端工具的質(zhì)心位置在z2軸的分量轉(zhuǎn)換至z1軸的分量。

需要說明的是，本實施例提供的x2軸，y2軸以及z2軸的方向僅僅是一種示例，x2軸，y2軸以及z2軸的方向還可以設(shè)定為其他方向，這里不做限定。另外，第二平面的投影平面與第一平面的投影平面密切相關(guān)。

例如，若第一平面的投影平面為x1y1平面，可以求出末端工具的質(zhì)心位置在x1軸與y1軸方向的分量，那么，第二平面的投影平面需要求出末端工具的質(zhì)心位置在z1軸方向的分量，可以設(shè)定為y2z2平面或者x2z2平面。

s290、設(shè)定所述末端工具的質(zhì)心在所述y2z2平面內(nèi)投影與所述第二工具坐標(biāo)系原點的連線為第二長度，設(shè)定所述第二長度與所述重力方向的夾角角度為第二角度。

其中，第二長度為末端工具的質(zhì)心在y2z2平面內(nèi)投影與第二工具坐標(biāo)系原點的連線，第二角度為第一長度與重力方向的夾角角度。同理，由于末端工具的質(zhì)心位置是本實施例最終要辨識的未知量，因此，可以通過預(yù)設(shè)第二長度與第二角度來對末端工具的質(zhì)心位置在第二工具坐標(biāo)系中的z2軸進(jìn)行辨識。

s2100、將所述末端工具的質(zhì)量、所述第二預(yù)設(shè)角度以及所述第二目標(biāo)力矩輸入到預(yù)設(shè)的辨識模型，以獲得所述第二長度與所述第二角度。

具體的，末端工具在第二平面內(nèi)轉(zhuǎn)動的投影為y2z2平面，通過將末端工具的質(zhì)量、第二預(yù)設(shè)角度以及第二目標(biāo)力矩輸入到預(yù)設(shè)的辨識模型，即可求出第二長度與第二角度的兩個未知量。

s2110、根據(jù)所述第二長度與所述第二角度確定所述末端工具的質(zhì)心在z2軸的分量，并根據(jù)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換將所述末端工具的質(zhì)心在z2軸的分量轉(zhuǎn)換為在z1軸的分量。

需要說明的是，由于在y2z2平面內(nèi)求出的末端工具的質(zhì)心在z2軸的分量是基于目標(biāo)關(guān)節(jié)的第二工具坐標(biāo)系，因此還需轉(zhuǎn)換至第一工具坐標(biāo)系才能對質(zhì)心位置進(jìn)行辨識，即將末端工具的質(zhì)心在z2軸的分量轉(zhuǎn)換為在z1軸的分量。具體的，可以根據(jù)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換將所述末端工具的質(zhì)心在z2軸的分量轉(zhuǎn)換為在z1軸的分量，或者也可以根據(jù)所述第一工具坐標(biāo)系的原點與所述第二工具坐標(biāo)系的原點之間的距離，將所述末端工具的質(zhì)心在z2軸的分量轉(zhuǎn)換為在z1軸的分量。

圖2b為末端工具投影在第一工具坐標(biāo)系中x1y1平面的示意圖(z1軸為與x1y1平面垂直的方向，圖2b中未示出)，o1為第一工具坐標(biāo)系原點，y1為水平方向，x1為重力方向。其中，p1為末端工具在x1y1平面內(nèi)投影的質(zhì)心位置，為末端工具轉(zhuǎn)動第一預(yù)設(shè)角度后的在x1y1平面內(nèi)投影的質(zhì)心位置；l1為質(zhì)心p1與第一工具坐標(biāo)系原點o1的連線，即第一長度；γ1為第一長度l1與重力方向x1的角度，即第一角度；θ1為第一預(yù)設(shè)角度。

由于辨識模型由末端工具的第一目標(biāo)力矩等于克服末端工具的重力矩的原理而得，因此，將第一平面投影于x1y1平面的參數(shù)帶入辨識模型為：

τ1＝mgl1sin(γ1+θ1)cosγ1)-mgl1cosγ1+θ1)sin(γ1)

其中，τ1為第一目標(biāo)力矩，可以第一驅(qū)動力矩減去第一摩擦力矩、以及減去第一重力力矩而得。

具體推導(dǎo)過程為：

τ1＝mgl1sin(θ1)

＝mgl1sin(γ1+θ1-γ1)

＝mgl1sin(γ1+θ1)cosγ1)-cos(γ1+θ1)sin(γ1)

由上述第一平面投影于x1y1平面的參數(shù)帶入的辨識模型可知，第一長度l1與第一角度γ1為預(yù)設(shè)參數(shù)，即為未知量，因此，通過對末端工具轉(zhuǎn)動不同第一預(yù)設(shè)角度時所計算的第一目標(biāo)力矩進(jìn)行采樣，通過多組第一預(yù)設(shè)角度與第一驅(qū)動力矩的已知量可以求出第一長度l1與第一角度γ1。可選的，計算第一長度l1與第一角度γ1可以采用在線迭代最小二乘的數(shù)學(xué)運算方法。那么，末端工具的質(zhì)心位置p1在x1y1平面內(nèi)的坐標(biāo)可以使用l1cosγ1)，l1sin(γ1)進(jìn)行表示，并且，在第一工具坐標(biāo)系中，末端工具的質(zhì)心p1在x1軸的分量為l1cosγ1)，末端工具的質(zhì)心在y1軸的分量為l1sin(γ1)。

圖2c為末端工具投影在第二工具坐標(biāo)系中y2z2平面的示意圖(x2軸為與y2z2平面垂直的方向，圖2c中未示出)，o2為第一工具坐標(biāo)系原點，z2為水平方向，y2為重力方向。其中，p2為末端工具在y2z2平面內(nèi)投影的質(zhì)心位置，為末端工具轉(zhuǎn)動第二預(yù)設(shè)角度后的在y2z2平面內(nèi)投影的質(zhì)心位置；l2為質(zhì)心p2與第一工具坐標(biāo)系原點o2的連線，即第二長度；γ2為第二長度l2與重力方向y2的角度，即第二角度；θ2為第二預(yù)設(shè)角度。

由于辨識模型由末端工具的第二目標(biāo)力矩等于克服末端工具的重力矩的原理而得，因此，將第二平面投影于y2z2平面的參數(shù)帶入辨識模型為：

τ2＝mgl2sin(γ2+θ2)cosγ2)-mgl2cosγ2+θ2)sin(γ2)

其中，τ2為第二目標(biāo)力矩，可以根據(jù)力矩檢測器檢測的第二驅(qū)動力矩減去第二摩擦力矩、以及減去第二重力力矩而得。

需要說明的是，第二平面投影于y2z2平面的辨識模型的推導(dǎo)過程與在第一平面投影于x1y1平面的辨識模型的推導(dǎo)過程相似，不再贅述。并且，再次通過對末端工具轉(zhuǎn)動不同第二預(yù)設(shè)角度時所計算的第二目標(biāo)力矩進(jìn)行采樣，通過多組第一預(yù)設(shè)角度與第二目標(biāo)力矩即可求出第二長度l2與第二角度γ2。因此，在圖2c中的p2在z2軸的分量為l2sin(γ2)。

可選的，根據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系，將末端工具的質(zhì)心p2在z2軸的分量轉(zhuǎn)換為z1軸的分量，即可得到末端工具的質(zhì)心位置在同一工具坐標(biāo)系中的辨識。

本實施例對末端工具的質(zhì)心位置的辨識過程進(jìn)行了詳細(xì)的說明，提供了一種快速確定末端工具質(zhì)心位置的方法，避免了現(xiàn)有技術(shù)中更換末端工具時，需要物理建模才能確定其質(zhì)心位置的繁瑣過程，提高了質(zhì)心確定效率。

實施例三

圖3為本發(fā)明實施例三提供的一種機械臂末端工具質(zhì)心的辨識裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，本實施例可適用于各種機械臂末端工具質(zhì)心的辨識的情況，該裝置可采用軟件和/或硬件的方式實現(xiàn)，該裝置可集成在任何提供機械臂末端工具質(zhì)心的辨識功能的設(shè)備中，例如可以是電腦。如圖3所示，具體包括：質(zhì)量獲取模塊31、第一驅(qū)動力矩獲取模塊32、第一分量獲取模塊33、重力力矩獲取模塊34和第二分量獲取模塊35。

質(zhì)量獲取模塊31，用于獲取機械臂的末端工具的質(zhì)量，并調(diào)整機械臂的臂形以使所述機械臂的末端關(guān)節(jié)軸向與重力方向垂直；

第一驅(qū)動力矩獲取模塊32，用于控制所述末端關(guān)節(jié)在第一平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動以帶動所述末端工具在所述第一平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，并當(dāng)所述末端工具在所述第一平面內(nèi)轉(zhuǎn)動第一預(yù)設(shè)角度時，確定所述末端工具的第一目標(biāo)力矩；

第一分量獲取模塊33，用于將所述末端工具的質(zhì)量、所述第一預(yù)設(shè)角度以及所述第一目標(biāo)力矩輸入到預(yù)設(shè)的辨識模型，獲得所述末端工具的質(zhì)心分別在第一方向和第二方向的分量；

目標(biāo)力矩獲取模塊34，用于控制目標(biāo)關(guān)節(jié)在第二平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動以帶動所述末端關(guān)節(jié)和所述末端工具在所述第二平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，并當(dāng)所述末端工具在所述第二平面內(nèi)轉(zhuǎn)動第二預(yù)設(shè)角度時，確定所述末端工具的第二目標(biāo)力矩，其中，所述目標(biāo)關(guān)節(jié)與所述末端關(guān)節(jié)相鄰；

第二分量獲取模塊35，用于將所述末端工具的質(zhì)量、所述第二預(yù)設(shè)角度以及所述第二目標(biāo)力矩輸入到預(yù)設(shè)的辨識模型，獲得所述末端工具的質(zhì)心在第三方向的分量。

在上述實施例基礎(chǔ)上，所述確定所述末端工具的第一目標(biāo)力矩包括：獲取所述末端關(guān)節(jié)的第一驅(qū)動力矩，以及獲取所述末端關(guān)節(jié)于轉(zhuǎn)動所述第一預(yù)設(shè)角度時對應(yīng)的第一摩擦力矩與第一重力力矩；根據(jù)所述第一驅(qū)動力矩、所述第一摩擦力矩以及所述第一重力力矩以確定所述第一目標(biāo)力矩；

相應(yīng)的，確定所述末端工具的第二目標(biāo)力矩，包括；獲取所述目標(biāo)關(guān)節(jié)的第二驅(qū)動力矩，以及獲取所述目標(biāo)關(guān)節(jié)于轉(zhuǎn)動所述第二預(yù)設(shè)角度時對應(yīng)的第二摩擦力矩與第二重力力矩；根據(jù)所述第二驅(qū)動力矩、所述第二摩擦力矩以及所述第二重力力矩以確定所述第二目標(biāo)力矩。

在上述實施例基礎(chǔ)上，所述第一分量獲取模塊33具體用于：基于所述末端關(guān)節(jié)建立第一工具坐標(biāo)系，在所述末端關(guān)節(jié)在所述第一平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動過程中，將所述末端工具投影于所述第一工具坐標(biāo)系的x1y1平面內(nèi)，其中，設(shè)定所述第一工具坐標(biāo)系的原點為所述末端關(guān)節(jié)的中心位置，所述第一工具坐標(biāo)系的x1軸沿重力方向，所述第一工具坐標(biāo)系的y1軸沿水平方向以及所述第一工具坐標(biāo)系的z1軸沿與所述x1y1平面垂直的方向；設(shè)定所述末端工具的質(zhì)心在所述x1y1平面內(nèi)投影與所述第一工具坐標(biāo)系原點的連線為第一長度，設(shè)定所述第一長度與所述重力方向的角度為第一角度；將所述末端工具的質(zhì)量、所述第一預(yù)設(shè)角度以及所述第一目標(biāo)力矩輸入到預(yù)設(shè)的辨識模型，以獲得所述第一長度與所述第一角度；根據(jù)所述第一長度與所述第一角度確定所述末端工具的質(zhì)心分別在x1軸和y1軸的分量。

在上述實施例基礎(chǔ)上，所述第二分量獲取模塊35具體用于：基于所述目標(biāo)關(guān)節(jié)建立第二工具坐標(biāo)系，在所述目標(biāo)關(guān)節(jié)在所述第二平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動過程中，將所述末端工具投影于所述第二工具坐標(biāo)系的y2z2平面，其中，設(shè)定所述第二工具坐標(biāo)系的原點為所述目標(biāo)關(guān)節(jié)的中心位置，所述第二工具坐標(biāo)系的y2軸沿重力方向，所述第二坐標(biāo)系的z2軸沿水平方向以及所述第二坐標(biāo)系的x2軸沿與所述y2z2平面垂直的方向；設(shè)定所述末端工具的質(zhì)心在所述y2z2平面內(nèi)投影與所述第二工具坐標(biāo)系原點的連線為第二長度，設(shè)定所述第二長度與所述重力方向的角度為第二角度；將所述末端工具的質(zhì)量、所述第二預(yù)設(shè)角度以及所述第二目標(biāo)力矩輸入到預(yù)設(shè)的辨識模型，以獲得所述第二長度與所述第二角度；根據(jù)所述第二長度與所述第二角度確定所述末端工具的質(zhì)心在z2軸的分量，并根據(jù)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換將所述末端工具的質(zhì)心在z2軸的分量轉(zhuǎn)換為在z1軸的分量。

在上述實施例基礎(chǔ)上，所述根據(jù)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換將所述末端工具的質(zhì)心在z2軸的分量轉(zhuǎn)換為在z1軸的分量，還包括：根據(jù)所述第一工具坐標(biāo)系的原點與所述第二工具坐標(biāo)系的原點之間的距離，將所述末端工具的質(zhì)心在z2軸的分量轉(zhuǎn)換為在z1軸的分量。

在上述實施例基礎(chǔ)上，所述辨識模型為根據(jù)所述末端工具的目標(biāo)力矩與所述末端工具的質(zhì)量、轉(zhuǎn)動預(yù)設(shè)角度的關(guān)系所建立的模型。

在上述實施例基礎(chǔ)上，所述第一預(yù)設(shè)角度的取值范圍為[-90°，90°]，所述第二預(yù)設(shè)角度的取值范圍為[-80°，80°]。

本發(fā)明實施例提供了一種機械臂末端工具質(zhì)心的辨識裝置，通過獲取機械臂的末端工具的質(zhì)量，在第一平面內(nèi)，將末端工具的質(zhì)量、第一預(yù)設(shè)角度以及第一目標(biāo)力矩輸入到預(yù)設(shè)的辨識模型，獲得末端工具的質(zhì)心分別在第一方向和第二方向的分量，通過在第二平面內(nèi)，將末端工具的質(zhì)量、第二預(yù)設(shè)角度以及第二目標(biāo)力矩輸入到預(yù)設(shè)的辨識模型，確定末端工具的質(zhì)心在第三方向的分量，避免了現(xiàn)有技術(shù)中每當(dāng)機器臂更換末端工具時均要通過繁瑣的物理建模方式對末端工具質(zhì)心進(jìn)行辨識的過程，在精確確定末端工具的質(zhì)心位置的同時，節(jié)省了時間，提高了質(zhì)心確定效率。

實施例四

圖4為本發(fā)明實施例四提供的一種設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4示出了適于用來實現(xiàn)本發(fā)明實施方式的示例性設(shè)備12的框圖。圖4顯示的設(shè)備12僅僅是一個示例，不應(yīng)對本發(fā)明實施例的功能和使用范圍帶來任何限制。

如圖4所示，設(shè)備12以通用計算設(shè)備的形式表現(xiàn)。設(shè)備12的組件可以包括但不限于：一個或者多個處理器或者處理單元16，系統(tǒng)存儲器28，連接不同系統(tǒng)組件(包括系統(tǒng)存儲器28和處理單元16)的總線18。

總線18表示幾類總線結(jié)構(gòu)中的一種或多種，包括存儲器總線或者存儲器控制器，外圍總線，圖形加速端口，處理器或者使用多種總線結(jié)構(gòu)中的任意總線結(jié)構(gòu)的局域總線。舉例來說，這些體系結(jié)構(gòu)包括但不限于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)(isa)總線，微通道體系結(jié)構(gòu)(mac)總線，增強型isa總線、視頻電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(vesa)局域總線以及外圍組件互連(pci)總線。

設(shè)備12典型地包括多種計算機系統(tǒng)可讀介質(zhì)。這些介質(zhì)可以是任何能夠被設(shè)備12訪問的可用介質(zhì)，包括易失性和非易失性介質(zhì)，可移動的和不可移動的介質(zhì)。

系統(tǒng)存儲器28可以包括易失性存儲器形式的計算機系統(tǒng)可讀介質(zhì)，例如隨機存取存儲器(ram)30和/或高速緩存存儲器32。設(shè)備12可以進(jìn)一步包括其它可移動/不可移動的、易失性/非易失性計算機系統(tǒng)存儲介質(zhì)。僅作為舉例，存儲系統(tǒng)34可以用于讀寫不可移動的、非易失性磁介質(zhì)(圖4未顯示，通常稱為“硬盤驅(qū)動器”)。盡管圖4中未示出，可以提供用于對可移動非易失性磁盤(例如“軟盤”)讀寫的磁盤驅(qū)動器，以及對可移動非易失性光盤(例如cd-rom,dvd-rom或者其它光介質(zhì))讀寫的光盤驅(qū)動器。在這些情況下，每個驅(qū)動器可以通過一個或者多個數(shù)據(jù)介質(zhì)接口與總線18相連。存儲器28可以包括至少一個程序產(chǎn)品，該程序產(chǎn)品具有一組(例如至少一個)程序模塊，這些程序模塊被配置以執(zhí)行本發(fā)明各實施例的功能。

具有一組(至少一個)程序模塊42的程序/實用工具40，可以存儲在例如存儲器28中，這樣的程序模塊42包括——但不限于——操作系統(tǒng)、一個或者多個應(yīng)用程序、其它程序模塊以及程序數(shù)據(jù)，這些示例中的每一個或某種組合中可能包括網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的實現(xiàn)。程序模塊42通常執(zhí)行本發(fā)明所描述的實施例中的功能和/或方法：

獲取機械臂的末端工具的質(zhì)量，并調(diào)整機械臂的臂形以使所述機械臂的末端關(guān)節(jié)軸向與重力方向垂直；

控制所述末端工具在第一平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，并當(dāng)所述末端工具在所述第一平面內(nèi)轉(zhuǎn)動第一預(yù)設(shè)角度時，獲取驅(qū)動所述末端工具的第一驅(qū)動力矩；

將所述末端工具的質(zhì)量、所述第一預(yù)設(shè)角度以及所述第一驅(qū)動力矩輸入到預(yù)設(shè)的辨識模型，獲得所述末端工具的質(zhì)心分別在第一方向和第二方向的分量；

控制與所述末端關(guān)節(jié)在第二平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，并當(dāng)所述末端關(guān)節(jié)在所述第二平面內(nèi)轉(zhuǎn)動第二預(yù)設(shè)角度時，確定所述末端工具的目標(biāo)力矩；

將所述末端工具的目標(biāo)力矩、所述末端工具的質(zhì)量以及所述第二預(yù)設(shè)角度輸入到預(yù)設(shè)的辨識模型，確定所述末端工具的質(zhì)心在第三方向的分量。

設(shè)備12也可以與一個或多個外部設(shè)備14(例如鍵盤、指向設(shè)備、顯示器24等)通信，還可與一個或者多個使得用戶能與該設(shè)備12交互的設(shè)備通信，和/或與使得該設(shè)備12能與一個或多個其它計算設(shè)備進(jìn)行通信的任何設(shè)備(例如網(wǎng)卡，調(diào)制解調(diào)器等等)通信。這種通信可以通過輸入/輸出(i/o)接口22進(jìn)行。并且，設(shè)備12還可以通過網(wǎng)絡(luò)適配器20與一個或者多個網(wǎng)絡(luò)(例如局域網(wǎng)(lan)，廣域網(wǎng)(wan)和/或公共網(wǎng)絡(luò)，例如因特網(wǎng))通信。如圖所示，網(wǎng)絡(luò)適配器20通過總線18與設(shè)備12的其它模塊通信。應(yīng)當(dāng)明白，盡管圖中未示出，可以結(jié)合設(shè)備12使用其它硬件和/或軟件模塊，包括但不限于：微代碼、設(shè)備驅(qū)動器、冗余處理單元、外部磁盤驅(qū)動陣列、raid系統(tǒng)、磁帶驅(qū)動器以及數(shù)據(jù)備份存儲系統(tǒng)等。

處理單元16通過運行存儲在系統(tǒng)存儲器28中的程序，從而執(zhí)行各種功能應(yīng)用以及數(shù)據(jù)處理，例如實現(xiàn)本發(fā)明實施例所提供的機械臂末端工具質(zhì)心辨識的方法。

實施例五

本發(fā)明實施例五提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如本申請所有發(fā)明實施例提供的傳感器采集數(shù)據(jù)方法：

獲取機械臂的末端工具的質(zhì)量，并調(diào)整機械臂的臂形以使所述機械臂的末端關(guān)節(jié)軸向與重力方向垂直；

控制所述末端工具在第一平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，并當(dāng)所述末端工具在所述第一平面內(nèi)轉(zhuǎn)動第一預(yù)設(shè)角度時，獲取驅(qū)動所述末端工具的第一驅(qū)動力矩；

將所述末端工具的質(zhì)量、所述第一預(yù)設(shè)角度以及所述第一驅(qū)動力矩輸入到預(yù)設(shè)的辨識模型，獲得所述末端工具的質(zhì)心分別在第一方向和第二方向的分量；

控制與所述末端關(guān)節(jié)在第二平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，并當(dāng)所述末端關(guān)節(jié)在所述第二平面內(nèi)轉(zhuǎn)動第二預(yù)設(shè)角度時，確定所述末端工具的目標(biāo)力矩；

將所述末端工具的目標(biāo)力矩、所述末端工具的質(zhì)量以及所述第二預(yù)設(shè)角度輸入到預(yù)設(shè)的辨識模型，確定所述末端工具的質(zhì)心在第三方向的分量。

可以采用一個或多個計算機可讀的介質(zhì)的任意組合。計算機可讀介質(zhì)可以是計算機可讀信號介質(zhì)或者計算機可讀存儲介質(zhì)。計算機可讀存儲介質(zhì)例如可以是——但不限于——電、磁、光、電磁、紅外線、或半導(dǎo)體的系統(tǒng)、裝置或器件，或者任意以上的組合。計算機可讀存儲介質(zhì)的更具體的例子(非窮舉的列表)包括：具有一個或多個導(dǎo)線的電連接、便攜式計算機磁盤、硬盤、隨機存取存儲器(ram)、只讀存儲器(rom)、可擦式可編程只讀存儲器(eprom或閃存)、光纖、便攜式緊湊磁盤只讀存儲器(cd-rom)、光存儲器件、磁存儲器件、或者上述的任意合適的組合。在本文件中，計算機可讀存儲介質(zhì)可以是任何包含或存儲程序的有形介質(zhì)，該程序可以被指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或者器件使用或者與其結(jié)合使用。

計算機可讀的信號介質(zhì)可以包括在基帶中或者作為載波一部分傳播的數(shù)據(jù)信號，其中承載了計算機可讀的程序代碼。這種傳播的數(shù)據(jù)信號可以采用多種形式，包括——但不限于——電磁信號、光信號或上述的任意合適的組合。計算機可讀的信號介質(zhì)還可以是計算機可讀存儲介質(zhì)以外的任何計算機可讀介質(zhì)，該計算機可讀介質(zhì)可以發(fā)送、傳播或者傳輸用于由指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或者器件使用或者與其結(jié)合使用的程序。

計算機可讀介質(zhì)上包含的程序代碼可以用任何適當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)傳輸，包括——但不限于——無線、電線、光纜、rf等等，或者上述的任意合適的組合。

可以以一種或多種程序設(shè)計語言或其組合來編寫用于執(zhí)行本發(fā)明操作的計算機程序代碼，所述程序設(shè)計語言包括面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言—諸如java、smalltalk、c++，還包括常規(guī)的過程式程序設(shè)計語言—諸如“c”語言或類似的程序設(shè)計語言。程序代碼可以完全地在用戶計算機上執(zhí)行、部分地在用戶計算機上執(zhí)行、作為一個獨立的軟件包執(zhí)行、部分在用戶計算機上部分在遠(yuǎn)程計算機上執(zhí)行、或者完全在遠(yuǎn)程計算機或服務(wù)器上執(zhí)行。在涉及遠(yuǎn)程計算機的情形中，遠(yuǎn)程計算機可以通過任意種類的網(wǎng)絡(luò)——包括局域網(wǎng)(lan)或廣域網(wǎng)(wan)—連接到用戶計算機，或者，可以連接到外部計算機(例如利用因特網(wǎng)服務(wù)提供商來通過因特網(wǎng)連接)。

注意，上述僅為本發(fā)明的較佳實施例及所運用技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解，本發(fā)明不限于這里所述的特定實施例，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說能夠進(jìn)行各種明顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，雖然通過以上實施例對本發(fā)明進(jìn)行了較為詳細(xì)的說明，但是本發(fā)明不僅僅限于以上實施例，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。