[发明专利]串联关节式机器人绝对定位误差校准方法及标定系统

权利要求书

1.串联关节式机器人绝对定位误差校准方法，包括：

D-H参数的修正：在与被测关节连接的臂杆上设置标识点，通过光学定位仪在上位机中建立所述被测关节的轴线模型，相邻关节的轴线之间的最短距离则为所述臂杆的杆长参数，相邻关节的轴线之间的夹角则为所述臂杆的角度参数；

关节传动回差校准：利用所述光学定位仪测量所述被测关节以关节零位为起点以码盘上相等步长逐次做正向和负向转动的实际转角作为样本数据，对神经网络模型进行训练；在训练完成的模型中以所述被测关节相对于所述关节零位的当前位置和期望的旋转方向作为输入量，以电机的目标转角为输出量，控制所述电机；

零位误差校准：机器人零位误差校正的数学模型为：

qit=qir+Δqi]]>

其中，为所述被测关节i相对于控制零位的名义转角；为所述被测关节i相对于控制零位的实际转角；Δq_i为所述被测关节i的零位误差；在时通过所述光学定位仪将零位传感器的机械零位读入所述上位机的机器人坐标系中与控制零位进行对比，得到所述被测关节i的进而计算出Δq_i并以校准常数的形式保存在机器人控制系统中。

2.如权利要求1所述的串联关节式机器人绝对定位误差校准方法，其特征在于：所述关节的轴线模型的生成方法包括：

i)单独运动被测关节，带动所述臂杆逐次按照相等角度转动一周，使用光学定位仪测量并记录所述标识点的轨迹，通过所述轨迹拟合所述标识点的圆心；

ii)沿所述被测关节的轴向调整所述标识点位置并分别拟合圆心，通过所述圆心拟合所述被测关节的轴线。

3.如权利要求2所述的串联关节式机器人绝对定位误差校准方法，其特征在于：所述拟合的方法包括最小二乘法。

4.如权利要求2或3所述的串联关节式机器人绝对定位误差校准方法，其特征在于：所述步骤i)中角度为10°。

5.如权利要求1所述的串联关节式机器人绝对定位误差校准方法，其特征在于：所述关节传动回差校准还包括，所述样本数据在训练前进行尺度变化，使所有训练数据均落在[0，1]区间内。

6.如权利要求1或5所述的串联关节式机器人绝对定位误差校准方法，其特征在于：神经网络模型采用Leven berg Marquardt。

7.如权利要求1所述的串联关节式机器人绝对定位误差校准方法，其特征在于：所述被测关节i相对于控制零位的实际转角的获取方法包括：将所述光学定位仪中机械零位坐标映射到所述机器人坐标系中，得到所述零位传感器在所述机器人坐标系中的机械零位位置，并以此位置作为机器人规划的目标点，结合逆运动学反解计算出各个关节相对于控制零位的实际转角

8.一种使用如权利要求1-7之一所述的串联关节式机器人绝对定位误差校准方法的标定系统，其特征在于：它包括相互连接的光学定位仪和上位机，其中所述光学定位仪在所述上位机的控制下不断调整，使得被测量点处于所述光学定位仪最佳测量范围内，并将测得的结构参数输入所述上位机；所述上位机对光学定位仪的位姿进行控制，并使用所述串联关节式机器人绝对定位误差校准方法实现对机器人的D-H参数的修正、关节传动回差校准和零位误差校准。

9.如权利要求8所述的一种标定系统，其特征在于：所述光学定位仪为NDI光学导航仪。