(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210808180.0 (22)申请日 2022.07.11 (71)申请人 中国地质大 学 （武汉） 地址 430000 湖北省武汉市洪山区鲁磨路 388号 (72)发明人 陈鑫　高旭　梅义胜　王行澳　 秦朗　 (74)专利代理 机构 武汉知产时代知识产权代理 有限公司 42 238 专利代理师 康靖 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 一种七自由度机 械臂动力学参数辨识方法 (57)摘要 本发明公开了一种七自由度机械臂动力学 参数辨识方法， 包括以下步骤： 建立七自由度机 械臂动力学模型； 对动力学模型进行参数线性 化； 获取动力学模型最小参数集； 对七自由度机 械臂的关节 运动轨迹进行优化表 示； 对优化表示 后的轨迹进行最小参数辨识； 将参数化动力学模 型转换为状态空间形式。 本发明有益效果是： 可 以解决由于速度符号变化时引起的预测力矩的 跳变问题， 误差较小， 确定辨识结果具有准确性； 具有计算量小、 效率较高的特点， 可以用作在线 参数辨识。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 115157250 A 2022.10.11 CN 115157250 A 1.一种七自由度机 械臂动力学参数辨识方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： S1、 建立七自由度机 械臂动力学模型； S2、 对动力学模型进行参数线性 化； S3、 获取动力学模型最小参数集； S4、 对七自由度机 械臂的关节运动轨 迹进行优化表示； S5、 对优化表示后的轨 迹进行最小参数辨识； S6、 将参数化动力学模型转换为状态空间形式。 2.如权利要求1所述的一种七自由度机械臂动力学参数辨识方法， 其特征在于： 步骤S1 采用拉格朗日法建立七自由度机 械臂动力学模型， 如下式： 其中τ 为机器人关节角的力矩值矩阵； 是哥氏力与离心力项， G(q)是重力项。 3.如权利要求2所述的一种七自由度机械臂动力学参数辨识方法， 其特征在于： 步骤S2 中对动力学模型进行参数线性 化如下式： 其中P＝[p1,p2,…,p7]T， 每个连杆的惯性参数包含了与连杆物理特性相关的十个常数， 用向量pi表示： pi＝[Ixx,i,Ixy,i,Ixz,i,Iyy,i,Iyz,i,Izz,i,mxi,myi,mzi,mi]T 其中， Ixx,i,Ixy,i,Ixz,i,Iyy,i,Iyz,i,Izz,i是连杆i在连杆坐标系惯性张量矩阵中的值， mi是 质量， xi,yi,zi是连杆i质心在连 杆坐标系下的坐标。 4.如权利要求3所述的一种七自由度机械臂动力学参数辨识方法， 其特征在于： 步骤S3 中动力学模型最小参数集的获取 过程如下： 计算关节运动状态 线性组合的观测矩阵WB， 惯性参数集PB和关节力矩 τ 之间的关 系： 惯性参数集PB所对应的观测矩阵WB所在的列恒定为0， 予以消去后， 剩下的惯性参数组 成最小参数集。 5.如权利要求1所述的一种七自由度机械臂动力学参数辨识方法， 其特征在于： 步骤S4 具体为采用傅里叶级数 型表示关节运动轨 迹： 其中： qi表示关节转角， qi0表示关节转角常量， al,bl表示轨迹的常系数， ωf为轨迹的基 频， ωfl表示第l阶的频率。 6.如权利要求1所述的一种七自由度机械臂动力学参数辨识方法， 其特征在于： 步骤S5权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115157250 A 2具体为： 将力矩测量方差作为权 重， 采用加权最小二乘法作为 最小参数辨识算法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115157250 A 3