机器人制造商必须提供可以具有比正常机器人程序员可获得的高得多的分辨率的、系统等级的接口或实现方案。任选地，在某些系统上，伺服控制中的这种整体作用可以被关闭或者受限，使得数据的平滑性得到改进并且然后显著比例作用(dominant proport1nal act1n)可以被调谐以获得适合的扭矩效果。
[0098]应当提及的是，在准静态状况(慢速运动)下，从该致动器的(例如电动的)马达扭矩到该传动系的输入(机械)扭矩是马达扭矩减去动摩擦。因为所命令的致动器运动是已知的，并且由于夹持作用因而实质上不存在传动系输出的运动，这意味着传动系输入扭矩可以在受夹持的运动中受到控制。这进而暗示，在确定受夹持状态中的反冲时，这可以基于(马达-摩擦补偿的)传动系输入扭矩来完成，或者等效地，反冲识别原理可以被公式化，就好像不存在摩擦一样(假设慢速但非零的运动)。
[0099]图4展示了根据本发明的方法的又一个实施例，其中确定操纵器110的这些链节中的一个或多个的顺性。
[0100]顺性可以被定义为每个传动系所展示的刚性缺乏。每个链节(通常一个小部分)中的顺性默认地识别为接头顺性。
[0101]如同在图2和3中展示的先前方法实施例中一样，图4中的方法实施例将仅使用操纵器110的(未示出的)接头马达之一来展示。几乎现今的所有机器人的主要顺性都在于每个接头的传动系中并且因此确定这个接头参数是有用的。
[0102]根据图4中的方法实施例，如果接头的摩擦值和反冲值是控制器140已知的或者如果控制器140已经根据早先描述的步骤确定了这些值，则控制器140被配置成根据以下步骤来确定一个接头的顺性:
[0103]在步骤400中，控制器140指示操纵器110的这些接头112、114、116-119中每一者的致动器来移动每个接头，使得操纵器I1停靠到由夹持物品160提供的空间中的点。这个步骤与图2中展示的方法实施例的步骤200完全相同并且将不作进一步详述。
[0104]在步骤410中，控制器140对致动器发信号以致动该传动系，以便调节一个接头位置参考值，如果需要的话则带有如同用于上述反冲确定的经修改的控制，使得在反冲的一侧上建立接触。如果一个接头的传动系是借助于齿轮实现的，此类接触可以被表征为在共同作用以驱动该接头的每个轮的齿轮之间的接触。
[0105]在步骤420中，控制器140对致动器发信号以致动该传动系，以便通过增大该接头位置参考值来增加接触扭矩，而同时控制器140监测接头马达扭矩和位置、同时增加这两个量的绝对值。
[0106]在步骤430中，控制器140指示该致动器来致动该传动系，使得从根据前一步骤420的高的接头马达扭矩，接头马达扭矩向零减小，而同时控制器140监测接头马达扭矩和位置。由于大多数齿轮箱的构造，刚性将随着增加的扭矩而增加，并且例如用一个三次多项式来拟合所监测的接头马达扭矩和位置数据，这将具有为摩擦的两倍的迟滞。
[0107]在步骤440中，控制器140检查接头马达扭矩是否实质上为零。如果为否，该方法返回到步骤430，在该步骤中该致动器被控制器140发信号以持续致动该传动系。
[0108]如果为是，则控制器140在步骤450中记录接头位置并且继续进行到步骤460。
[0109]在步骤460中，控制器140发送信号到该致动器以致动该传动系，以便增加在与步骤420中相反的方向上的接头位置参考值并且以便类似于步骤420来监测接头马达扭矩和位置。
[0110]在步骤470中控制器140再次检查传动系的齿轮之间是否建立接触。
[0111]如果为否，该方法返回到步骤460，在该步骤中该致动器被控制器140发信号以在与步骤420中相反的方向上持续致动该传动系。
[0112]如果为是，该控制器140在步骤470中记录接头位置。
[0113]这两个接头位置对于典型的齿轮箱应当是对称的。
[0114]与反冲值和摩擦值一起，所确定的顺性限定了根据图1的接头特性，这些接头特性涵盖了围绕(传动系和接头)旋转轴线(轴线1-6)的特性。在图1中这些链节围绕这些接头的旋转是通过轴线1-6和粗箭头描绘的。根据一个实施例，该方法利用在该工具交换器处的力-扭矩传感器，以用于验证或用于获得改进的精准度(例如通过力控制的运动)。
[0115]图5展示了根据本发明的方法的一个实施例，其中一个或多个接头112、114、116-119的动摩擦是未知的并且需要通过控制器140确定。在这种情形下，动摩擦是在操纵器110被夹持到夹持物品160之前确定的。
[0116]在步骤500中，控制器140发送信号到该致动器以致动该传动系来在一个方向上以低速移动每个接头112、114、116-119并且观察在此运动过程中对应于动摩擦的接头马达扭矩。在此上下文中，低速是指以低于一个阈值速度值的速度来移动接头。
[0117]然后，在步骤510中，控制器140发送信号到该致动器以致动该传动系来停止这些接头 112、114、116-119 的运动。
[0118]接下来，在步骤520中，控制器140发送信号到该致动器以致动该传动系来在相反方向上以低速移动每个接头112、114、116-119并且观察在此运动过程中对应于动摩擦的接头马达扭矩。
[0119]在步骤530中，控制器140在开始时作为动摩擦来检测马达扭矩峰值、并且对在方向、温度、重力/负载或可能影响摩擦值的任何其他条件方面的依赖性进行验证/建模。
[0120]然后该方法继续前进到步骤540-570，这些步骤与图2中的方法实施例的步骤200-230完全相同并且在此将不再重复。
[0121]正常的工业机器人将具有每个接头一个静摩擦值，该静摩擦值接近该接头的动摩擦值。在机械上，对于某些机构而言可能存在显著的差异，但是在精密机器人所要求的高增益反馈控制的影响下，将存在由于传感器噪音导致的小幅震动并且较高的静摩擦比较不成问题。在任何情况下，静摩擦与动摩擦之间的差异是在低水平伺服控制中要应对的一个问题、并且不是本发明在有待确定的特性方面应对的高水平补偿的一部分。
[0122]大多数机器人的主要接头摩擦效应是在传动系的马达侧上，而具有被大量预加载的接头侧轴承或具有润滑物的高摩擦密封的一些机器人展现了相当高的接头侧摩擦。通过确定接头在自由的未受夹持的运动和受夹持的运动两者中的动摩擦，可以确定这两个不同的动摩擦参数并且将其彼此区分。马达动摩擦在传动系反冲之前影响接头，而剩余的接头摩擦在那些传动系参数之后影响接头运动，这显然可以在基于接头特性的补偿中进行利用。如本领域中已知的，这样一种接头侧的高的动摩擦(尤其在顺性但没有反冲的情况下)表明实际中动摩擦的迟滞效应可以是依赖于负载的，如图Se中绘出的所监测的量所示。
[0123]控制器140还可以确定每个接头的粘滞摩擦，其方式类似于以上为了确定动摩擦而进行的步骤，同样是在工具交换器121停靠到夹持物品160的突出部163上之前。
[0124]在图6中展示了在操纵器110被夹持到夹持物品160之前确定动摩擦的该方法的一个实施例。
[0125]在步骤600中，控制器140对致动器发信号以在一个方向上以多个不同的速度移动这些接头112、114、116-119之一，而控制器140在以此移动过程中监测接头马达扭矩。
[0126]在步骤610中，控制器140对致动器发信号以致动该传动系以便停止接头移动。
[0127]在步骤620中，控制器140对致动器发信号以致动该传动系，以便再次在相反方向上以不同速度移动该接头，这些速度可以与步骤610中的速度相同或不同。同时，在控制器140监测在该相反方向上的移动过程中的接头马达扭矩。
[0128]在步骤630中，控制器140然后由在两个方向上的接头移动过程中所监测的马达扭矩来确定粘滞摩擦。
[0129]步骤640-670是与图2中的步骤200-230完全相同的并且在此将不进一步详述。
[0130]改进该用于确定接头参数的方法(早先在图2-6中已经描述了其若干实施例)的性能的一种方式是用一个物品撞击该操纵器110。这个实施例在图7中展示出。
[0131]在步骤700中，操纵器110被某个物品自动地或由机器人操作员进行撞击，从而引起所有接头112、114和116-119在所有DOF中的移动。
[0132]在步骤710，控制器140监测操纵器110中所有接头的接头马达扭矩和接头位置。这通常可以在步骤700中的冲击期间或之后发生。
[0133]在步骤720中，控制器140由对于每个接头112、114、116-119并且尤其对于具有最大惯性的接头所监测的接头马达扭矩和接头位置来确定该操纵器110的一个共振频率。该共振频率可以是在步骤700中工具交换器110的撞击过程中或之后所记录的接头马达电流的频率。最低共振频率给出了关于在确定早先提及的接头参数(如摩擦、反冲和顺性)的过程中可能的接头性能的指示。
[0134]在步骤730中，控制器140确定与步骤720中确定的最低共振频率相对应的接头马达扭矩和接头位置区间。正是在这个区间中控制器140将根据早先描述的图2-6中的方法实施例来确定接头参数。
[0135]接下来，该方法继续进行到步骤740-770，这些步骤与关于图2中的方法实施例描述的步骤200-230完全相同。为此原因，这些步骤将不作进一步详述。
[0136]图2-7中的方法实施例还可以包括获得该操纵器的运动学参数的步骤(未示出)，以便确定操纵器110的传动系动力学的特性。控制器140可以包含存储的标称(未校准的)参数。此类参数可以替代地从数据表输入到控制器140。这个步骤将在根据图2-7的方法实施例的这些步骤之前。最后，在已经根据在图2-7中展示的方法实施例确定了这些接头112、114和116-119中每一者的接头特性之后，可以基于所确定的接头特性来更新这些标称的运动学参数。
[0137]图8a展示了针对机器人的操纵器110的一个接头的迟滞图表800。该图表展示了在致动器静摩擦和动摩擦实质上为零的理想化情况下但是考虑传动系的粘滞摩擦时，随着致动器位置X而变的接头马达扭矩Fm。尽管该图没有示出运动速度，但从位置X改变过程中的扭矩迟滞值可以清楚地看出，运动速度是有关的，并且该曲线的端点会聚到同一个值，这意味着动摩擦值是可忽略的或者被控制诱导的震动所取消。现在，假设运动是准静态的从而不存在粘滞效应。虽然这暗示了慢速运动，但这在校准时间方面不是问题，因为在受夹持的姿势中所涉及的运动距离是非常小的。以一条迟滞曲线作为基础，现在将参考图8b-8e来更彻底地讨论先前提及的实际修改过的途径，这些图各自含有至少一种迟滞效应。
[0138]图8a中所示的迟滞曲线示出了两个位置之间的往复运动，在其之间有一个无负载的受夹持的位置。因为马达坐标X总是与一个偏移量相关联(例如是由于相对于该传动系进行安装)，为了简单起见，我们可以对该偏移量进行选择以使得X坐标在反冲的中间是零，并且然后对于2X的反冲在-X和X处获得与反冲的接触。我们可以假设该迟滞扭矩-位置曲线的任何方向，例如以顺序801-802-803-804(或相反)进行运动，但是在两侧上移动离开反冲。这意味着致动(