(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210419240.X (22)申请日 2022.04.20 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114800498 A (43)申请公布日 2022.07.29 (73)专利权人 上海捷勃特机 器人有限公司 地址 201207 上海市浦东 新区中国 （上海） 自由贸易试验区芳春路40 0号1幢3层 (72)发明人 贺岩　冯赟　陈凯文　赵明航　 (74)专利代理 机构 上海专利商标事务所有限公 司 31100 专利代理师 喻学兵 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01)审查员 严晓虹 (54)发明名称 一种SCARA机 器人力矩前馈补偿方法 (57)摘要 一种SCARA机器人力矩前馈补偿方法， 用于 提升SCARA机器人的运动精度， 该补偿方法包括 获得各关节的第一力矩前馈， 当第一条件满足 时， 利用第一补偿系数对第二关节的第一力矩前 馈进行补偿， 获得第二关节的第二力矩前馈； 当 第一条件和第二条件均满足时， 利用第一补偿系 数和第二补偿系数对第一关节的第一力矩前馈 进行补偿， 获得第一关节的第二力矩前馈； 当第 一条件满足且第二条件不满足时， 利用第一补偿 系数对第一 关节的第一力矩前馈进行补偿， 获得 第一关节的第二力矩前馈； 当第一条件不满足且 第二条件满足时， 利用第二补偿系数对第一关节 的第一力矩前馈进行补偿， 获得第一关节的第二 力矩前馈 。 权利要求书2页 说明书8页 附图3页 CN 114800498 B 2022.12.09 CN 114800498 B 1.一种SCARA机器人力矩前馈补偿方法， 所述SCA RA机器人包括自始端至末端的第一关 节、 第二关节、 第三关节和第四关节， 该补偿方法包括获得所述各关节的第一力矩前馈， 其 特征在于， 该补偿方法还 包括： 当第一条件满足时， 利用第一补偿系数对第二关节的第一力矩前馈进行补偿， 获得第 二关节的第二力矩前馈； 当第一条件和第 二条件均满足时， 利用第 一补偿系数和第 二补偿系数对第 一关节的第 一力矩前馈进行补偿， 获得第一关节的第二力矩前馈； 当第一条件满足且第 二条件不满足时， 利用第 一补偿系数对第 一关节的第 一力矩前馈 进行补偿， 获得第一关节的第二力矩前馈； 当第一条件不满足且第 二条件满足时， 利用第 二补偿系数对第 一关节的第 一力矩前馈 进行补偿， 获得第一关节的第二力矩前馈； 所述第一条件为第一关节角加速度和第二关节角加速度方向一 致； 所述第二条件为第一关节角速度和第一关节角加速度方向一 致； 所述第一补偿系数根据第 一补偿系数模型确定， 所述第 一补偿系数模型通过对关节运 动状态信息进行参数辨识建立； 所述第二补偿系数根据第 二补偿系数模型确定， 所述第 二补偿系数模型通过对关节运 动状态信息进行参数辨识建立。 2.根据权利要求1所述的SCARA机器人力矩前馈补偿方法， 其特征在于， 所述第一补偿 系数模型通过对第一关节角加速度、 第二关节角加速度以及第三关节角度进 行参数辨识建 立； 所述第二补偿系数模型通过对第一关节角加速度、 第一关节角速度、 第二关节角度以 及第三关节角度进行参数辨识建立。 3.根据权利要求2所述的SCARA机器人力矩前馈补偿方法， 其特征在于， 所述第一补偿 系数模型为公式一 其中， δ为第一补偿系数， 为 第一关节角加速度， 为第二关节角加速度， q3为第三关节角度， a6， a7， a8为辨识参数； 所述第二补偿系数模型为公式二 其中， α为第二补偿系 数， 为第一关节角速度， q2为第二关节角度， a1， a2， a3， a4， a5为辨识参数； 当所述第一条件满足时， 根据公式三τ22＝δ τ21， 确定第二关节的第二力矩前馈τ22， 其 中， τ21为第二关节的第一力矩前馈； 当所述第一条件和所述第二条件均满足时， 根据公式四τ12＝α δ τ11， 确定第一关节的第 二力矩前馈 τ12， 其中， τ11为第一关节的第一力矩前馈； 当所述第一条件满足且所述第二条件不满足时， 根据公式五τ12＝δ τ11， 确定第一关节的 第二力矩前馈 τ12； 当所述第一条件 不满足且所述第二条件满足时， 根据公式六τ12＝α τ11， 确定第一关节的 第二力矩前馈 τ12。 4.根据权利要求1所述的SCARA机器人力矩前馈补偿方法， 其特征在于， 所述第一条件权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114800498 B 2为第一关节角加速度和 第二关节角加速度方向一致且二者数值乘积大于第一阈值， 所述第 一阈值取值 为1～10； 所述第二条件为第一关节角速度和第一关节角加速度方向一致且二者数值乘积大于 第二阈值， 所述第二阈值取值 为1～10。 5.根据权利要求1所述的SCA RA机器人力矩前馈补偿方法， 其特征在于， 所述SCA RA机器 人还包括自始端至末端的第一连杆、 第二连杆、 第三连杆和 第四连杆， 第i关节 直接驱动第i 连杆， i＝ 1， 2， 3， 4， 所述各关节的所述第一力矩前馈根据机器人逆动力学模 型获得， 所述机 器人逆动力学模型的建立使用各连杆的第二转动惯量， 所述各连杆的第二转动惯量根据公 式七 确定， 其中， 为第i连杆的第二转动惯量， 为第i连杆的第 一转动惯量， 为第i关节的转动惯量， ε为补偿系数， ε取值为1～1.5， di为第i关节的减速 比。 6.根据权利要求1所述的SCARA机器人力矩前馈补偿方法， 其特征在于， 各关节的所述 第 一 力 矩 前 馈 包 括 该 关 节 的 第 二 摩 擦 力 ，所 述 第 二 摩 擦 力 根 据 公 式 八 确定， 其中， 为第i关节的第二摩擦力， 为第i关节的第一摩擦 力并根据摩擦辨识模型获得， 为第i关节角速度， i＝1， 2， 3， 4， ρ为补偿系数， ρ取值为 0.01～0.1， 为角速度阀值， 取值为0～5转每分。 7.根据权利要求6所述的SCARA机器人力矩前馈补偿方法， 其特征在于， 所述摩擦辨识 模型为非线性连续摩擦辨识模型， 所述第i关节的第一摩擦力 根据公式九 确定， 其中， γi1， γi2， γi3， γi4， γi5， γi6为第i关节的辨识参数， γi6为关于重力的辨识参数。 8.一种SCARA机器人， 其特征在于， 该SCARA机器人使用如权利要求1至7任一项所述的 SCARA机器人力矩前馈补偿方法进行力矩前馈补偿。 9.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 该计算机可读存储介质存储指令， 所述指令 用于执行如权利要求1至7任一项所述的SCARA机器人力矩前馈补偿方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114800498 B 3