(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 202210922642.1 (22)申请日 2022.08.02 (71)申请人 北京理工大 学 地址 100081 北京市海淀区中关村南大街5 号 (72)发明人 赵江波　吴耀辉　王军政　汪首坤　 马立玲　沈伟　李静　 (74)专利代理 机构 北京正阳理工知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11639 专利代理师 张利萍 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) G01L 25/00(2006.01) (54)发明名称 一种六维力传感器偏移补偿方法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种六维力传感器偏移补偿 方法及系统， 首先采集空载状态下六维力传感器 不同姿态的输出值， 并获取六维力传感器的实际 姿态及实测输出值， 之后通过二次插值的方法来 得到实时姿态下的六维力传感器的各轴的初始 偏移值， 通过 实测输出值与初始偏移值计算出实 际受力值， 能够解决六维力传感器的输出值与实 际数值偏 差过大的问题， 进而提高导纳控制的控 制精度， 且不需要建立复杂的数学模型， 就可 以 得到相对较高的精度， 提高了偏移补偿效率。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 115139305 A 2022.10.04 CN 115139305 A 1.一种六维力传感器偏移补偿方法， 其特 征在于， 用于 机械臂的导纳控制， 包括： 获取空载状态下六维力传感器不同姿态的输出值， 并获取所述六维力传感器的实际姿 态及实测输出值； 根据所述输出值和所述实际姿态， 采用二次插值法获取所述实测输出值的初始偏移 值； 根据所述实测输出值和所述初始偏移值， 计算获得 所述六维力传感器的实际受力值。 2.如权利要求1所述的偏移补偿方法， 其特征在于， 所述获取空载状态下六维力传感器 不同姿态的输出值 为： 根据预设的机械臂末端的俯仰角β和横滚角γ的采集步长， 采集工作面内空载状态下 所述六维力传感器的不同姿态的输出值， 其中， 范围内根据所述采集步长均匀 采集n个点， ‑π≤γ≤π范围内根据所述采集步长均匀采集m个点， 共采集mn个点， 每个点均 对应一组所述输出值， 其中， m和n均为 正整数。 3.如权利要求2所述的偏移补偿方法， 其特征在于， 所述采集工作面内空载状态下所述 六维力传感器的不同姿态的输出值包括： 当所述俯仰角β增加一个所述采集步长， 进入下一采集姿态时， 横滚角γ以当前采集姿 态的结束采集 位置作为所述下一采集姿态的起始采集 位置； 或者， 当所述横滚角γ增加一个所述采集步长， 进入下一采集姿态时， 俯仰角β 以当前 采集姿态的结束采集 位置作为所述下一采集姿态的起始采集 位置。 4.如权利要求1所述的偏移补偿方法， 其特征在于， 所述获取六维力传感器的实际姿态 为： 根据机械臂的各个电机的角度通过运动学正解获取所述六维力传感器的实际姿态， 其 中， 所述实际姿态包括实际俯仰角 βs和实际横滚角γw。 5.如权利要求1所述的偏移补偿方法， 其特征在于， 所述采用二 次插值法获取所述实测 输出值的初始偏移值， 包括： 确定所述实际姿态的近似区间， 其中所述近似区间包括实际俯仰角βs的近似区间βi≤ βs≤βi + 1和实际 横滚 角γw的 近似区间 γj≤γw≤γj + 1， 其中 i、 j、 m、 n均为 正整数； 根据所述近似区间的端点值对应的所述六维力传感器的输出值， 采用二 次插值法获取 所述实测输出值的初始偏移值。 6.如权利要求5所述的偏移补偿方法， 其特征在于， 所述获取实测输出值的初始偏移 值， 进一步包括： 先获取俯仰角为βs时的初始偏移值， 再获取俯仰角为βs且横滚角为γw时的初始偏移 值； 或者， 先获取横滚角为γw时的初始偏移值， 再获取横滚角为γw且俯仰角为βs时的初始 偏移值。 7.如权利要求1所述的偏移补偿方法， 其特征在于， 所述根据实测输出值和所述初始偏权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115139305 A 2移值， 计算获得 所述六维力传感器的实际受力值 为： 利用所述实测输出值减去所述初始偏移值获得 所述六维力传感器的实际受力值。 8.一种六维力传感器偏移补偿系统， 其特 征在于， 用于 机械臂的导纳控制， 包括： 数据获取模块， 用于获取空载状态下六维力传感器不同姿态的输出值， 并获取所述六 维力传感器的实际姿态及实测输出值； 偏移计算模块， 用于根据所述输出值和所述实 际姿态， 采用二次插值法获取所述实测 输出值的初始偏移值； 实际输出计算模块， 用于根据所述实测输出值和所述初始偏移值， 计算获得所述六维 力传感器的实际受力值。 9.如权利要求8所述的偏移补偿系统， 其特征在于， 所述数据获取模块获取空载状态下 六维力传感器不同姿态的输出值 为： 根据预设的机械臂末端的俯仰角β和横滚角γ的采集步长， 采集工作面内空载状态下 所述六维力传感器的不同姿态的输出值， 其中， 范围内根据所述采集步长均匀 采集n个点， ‑π≤γ≤π范围内根据所述采集步长均匀采集m个点， 共采集mn个点， 每个点均 对应一组所述输出值， 其中， m和n均为 正整数。 10.如权利要求8所述的偏移补偿系统， 其特征在于， 所述偏移计算模块采用二次插值 法获取所述实测输出值的初始偏移值， 包括： 确定所述实际姿态的近似区间， 其中所述近似区间包括实际俯仰角βs的近似区间βi≤ βs≤βi + 1和实际 横滚 角γw的 近似区间 γj≤γw≤γj + 1， 其中 i、 j、 m、 n均为 正整数； 根据所述近似区间的端点值对应的所述六维力传感器的输出值， 采用二 次插值法获取 所述实测输出值的初始偏移值。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115139305 A 3