(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 202210519054.3 (22)申请日 2022.05.13 (71)申请人 珞石 （北京） 科技有限公司 地址 100097 北京市海淀区望福园东区北 京海青曙光房地产开 发中心产业用房 (办公)及邮政支局项目A幢7层1- 01 (72)发明人 申湾舟　庹华　韩峰涛　张航　 于文进　韩建欢　刘凯　 (74)专利代理 机构 北京瑞盛铭杰知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11617 专利代理师 李绩 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 一种针对热误差的机 器人运动补偿方法 (57)摘要 本发明提出了一种针对热误差的机器人运 动补偿方法， 包括： 步骤S1， 对热源进行定量， 得 到机器人单关节上滚动轴承为主要摩擦热源； 步 骤S2， 建立电机主轴转动方向上温度和运动误差 量的关系， 包括： 建立温度 ‑结构场耦合模型， 其 中， 运动误差通常指关节转动的实际位置与理想 位置或者指令位置的差异程度； 步骤S3， 对所述 温度‑结构场模型进行求解； 步骤S4， 基于单关节 测试环境， 利用连续测试数据中训练集数据进行 建模， 测试集数据进行误差预测， 将其热误差预 测结果进行离线仿真。 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 CN 114800516 A 2022.07.29 CN 114800516 A 1.一种针对热误差的机器人运动补偿方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤S1， 对热源进行定量， 得到 机器人单关节上滚动轴承为主 要摩擦热源； 步骤S2， 建立电机主轴转动方向上温度和运动误差量的关系， 包括： 建立温度 ‑结构场耦合模型， 其中， 运动误差通常指关节转动的实际位置与理想位置或 者指令位置的差异程度， 与位置有关的热误差为： ； 其中， E为热误差， T为温度； x， y， z为空间坐标； 步骤S3， 对所述温度 ‑结构场模型进行求 解； 步骤S4， 基于单关节测试环境， 利用连续测试数据中训练集数据进行建模， 测试集数据 进行误差预测， 将其热误差预测结果进行离线仿真， 其中， 所述误差检测包括如下步骤： 在 单关节输出轴表面贴应变片， 用红外摄像测试表 面温度场， 同时测量环境温度作为补偿； 采 集应变片处电压， 计算形变； 采集测试点处温度值和环境温度值； 形变作为因变量， 即热误 差E； 温度和 测试点位置作为自变量， 即xyz， T。 2.如权利要求1所述的针对热误差的机器人运动补偿方法， 其特征在于， 在所述步骤S1 中， 所述对热源进行定量， 包括： 则非稳态的温度场可以表示 为： 由此可建立输入量 为 （x,y,z,t） 输出量 为T的非线性系统； 运动副摩擦热， 先计算出运动副摩擦消耗的功， 然后转化为摩擦热； 运动副单位面积消 耗的摩擦功可以表示 为： 其中， A表示摩擦功， f代 表摩擦系数， p为压强， v为实际速度； 滚动轴承的摩擦热， 主 要由轴承的摩擦力矩   产生， 表示 为： 其中， 轴承摩擦力矩由与载荷无关的摩擦力矩、 与 载荷有关的摩擦力矩构成； 与 载荷无 关的摩擦力矩计算公式为： 其中， n为传动比， m为轴承直径， v0为实际转速； 与载荷有关的摩擦力矩计算公式为： 认为单关节上滚动轴承为主 要摩擦热源。 3.如权利要求1所述的针对热误差的机器人运动补偿方法， 其特征在于， 在所述步骤S2 中， 在温度 ‑结构场耦合模型中引入电机温度T作为除物理场空间坐标变量X、 Y、 Z外的第四权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114800516 A 2个影响参数， 在后续的数据预测中用来验证模型 是否奇异。 4.如权利要求3所述的针对热误差的机器人运动补偿方法， 其特征在于， 当计算温度不 在30~130摄氏度时， 则判断模型奇异。 5.如权利要求1所述的针对热误差的机器人运动补偿方法， 其特征在于， 在所述步骤S3 中， 在单关节电机处测得的温度设置为主温度， 其值和其他辅助温度测点温度值为自变量， 转动时候关节位移、 速度、 加速度的误差向量 为因变量， 建立回归 模型求解。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114800516 A 3