[发明专利]工业机器人定位精度标定方法

权利要求书

1.一种工业机器人定位精度的标定方法，其特征在于：具体步骤是： 

（1）建立机器人的运动学模型

用D-H连接变换齐次坐标模型来建立机器人的运动学模型，把每个变换定义为 ，在机器人的基座和手之间的总变换为：

                

（2）关节扭转角参数值的标定

采用圆周法计算出机器人各关节旋转轴线的方程，设求出的相邻关节电动机的轴线方程为、，根据空间两条直线的位置关系方程求得、之间的夹角；设的方向矢量为，的方向矢量为，按下式计算两直线的夹角：

                           

从而确定机器人运动学模型中的关节扭转角修正参数值；

（3）机器人末端实际位姿的测量

在关节活动范围内，任意指定n组不同的关节转角值，操作机器人，每组关节转角值转到位时，用激光跟踪仪测量出对应的机器人的末端执行器的位姿；

（4）关节距离参数值、关节偏移量的标定

通过逆运动学的变形式，利用逆变换矩阵左乘运动学方程两边，利用对应元素相等，由等式左右两边的元素，依次得出含有待修正参数的方程，通过多次运用三角代换和矩阵乘法、加法运算，求得多个含有待修正参数的方程，组成方程组，方程个数要足以解出待修正参数；

（5）将步骤（3）中指定的关节转角值及其对应的由激光跟踪仪测量得到的机器人末端执行器的实际位姿坐标值代入到（4）中所求得的方程组，解此方程租，得到关节距离参数值，关节偏移量的标定修正值。

2.根据权利要求1所述的工业机器人定位精度的标定方法，其特征在于：如上述定位精度未达到要求，将参数修正值代替理论参数值代入（1）中的运动学模型中，重复进行（1）~（5）的步骤，使标定定位精度更高。

3.根据权利要求1所述的工业机器人定位精度的标定方法，其特征在于：工业机器人定位精度标定方法的运动学转换是在笛卡尔坐标空间中进行的。

4.根据权利要求1所述的工业机器人定位精度的标定方法，其特征在于：用于计算机器人各关节旋转轴线方程的圆周法：保持各关节电动机不动，由跟踪仪测出机器人末端上的特征点的空间位置；接着，旋转要测的关节轴，分别施加正向力和逆向力，旋转后特征点对应的空间位置坐标分别记为;关节轴旋转方向垂直于三点所决定的空间圆平面，为圆心；则该关节轴的轴线方程为。