[发明专利]一种模块化可重构机器人的模块接口误差测量方法

说明书

本发明涉及机器人标定技术领域的一种模块化可重构机器人的模块接口误差测量方法，建立由螺钉、公口、标定柱、基准圆柱、测距传感器、定位销钉和母口组成的模块接口误差测量系统，将带有公口的模块简称公口，母口同理，测距传感器采用探杆可伸缩的数显指示表通过测量、数据处理等过程，获得误差值，从而为重构后机械臂误差补偿奠定基础。具体主要以装有高精度的基准圆柱母口为基准，对测距传感器进行校零，利用测距传感器测量公口上的特定圆柱面，得到公口相对与基准母口的相对位置误差值，再利用相互之间的几何关系，求解可获得角度偏差值，整个测量过程相对简单，可操作性强。

技术领域

本发明涉及机器人标定技术领域，具体为一种模块化可重构机器人的模块接口误差测量方法。

背景技术

面对在结构化环境下柔性生产能力及非结构环境下完成多种任务能力的需求，人们对机器人适应任务和环境变化的能力提出了更高的要求，希望一套机器人系统能够完成多种任务。为了解决机器人工作能力、性能与结构相对固定之间的矛盾，人们开始了模块化可重构机器人的研究。所谓模块化可重构机器人，即是将机器人系统分解成多个固定模块，根据各种具体的工作内容，重新进行组装，使得机器人系统能够重复使用，适应各种工作环境的变化。工程实际中由于加工、装配、传动、磨损、弹性形变等原因引起的几何参数误差造成工业机器人系统实际运动学模型偏离理论模型，导致基于理论模型控制的机器人绝对位姿的精度不高，工作环境中各种干扰、运动过程中伴随产生的振动也对机械臂的位置精度造成影响，影响模块化可重构机器人操作精度的原因除了上述之外，还包括其在重构过程的装配误差，使用过程的形变和磨损所带来误差。由于组成模块的误差数量较多，随着模块数量的增加，所需约束方程的数量激增，加之相互装配模块的参数误差之间耦合叠加，导致标定方程建立困难，标定识别过程繁复，基于完全依赖外部测量标定的方法不能理想解决可重构机器人的精度快速补偿问题，导致可重构机器人重构后便可高精度作业的设计初衷难以实现，故亟需设计一种操作简单的误差测量方法，来解决由于重构装配导致的位置以及角度误差的测量，以及重构后的误差补偿问题，基于此，本发明设计了一种模块化可重构机器人的模块接口误差测量方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模块化可重构机器人的模块接口误差测量方法，以解决上述背景技术中提出的亟需设计一种操作简单的误差测量方法的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种模块化可重构机器人的模块接口误差测量方法，包括如下步骤：

第一步：建立由螺钉、公口、标定柱、基准圆柱、测距传感器、定位销钉和母口组成的模块接口误差测量系统，将带有公口的模块简称公口，母口同理，测距传感器采用探杆可伸缩的数显指示表，所述母口包括第一螺钉连接孔、销孔、测距传感器测量孔和第一标定柱安装孔，所述公口包括与第一螺钉连接孔匹配的第二螺钉连接孔、销钉接触面、圆柱测量面、与第一标定柱安装孔匹配的第二标定柱安装孔；

第二步：测量准备，开始将基准圆柱同母口装配在一起，装配要符合相关的装配工艺要求，完成后，通过若干个圆周分布的测距传感器测量孔，装入探杆可伸缩的数显指示表，使指示表数值有轻微的变化，来保证指示表同基准圆柱的外圆柱面充分接触，操作完毕后，对指示表进行校零，误差测量的准备工作结束；

第三步：进行数据采集，利用螺钉连接公口和母口，通过销孔装入定位销钉，抵紧公口，防止公口产生滑移，并使公口与母口上的标定柱接触，安装时依据相关装配工艺要求进行安装，保证装配精度，装入公口时应该要注意，确保测距传感器的伸缩探杆处于收缩状态，防止公口碰坏数显指示表探杆，安装牢靠后，通过数显指示表进行读数，记录数据；

第四步：数据的处理，数显指示表所示的径向变动量值δ，代入拟合圆公式，得到误差值Δ，进一步计算可获得坐标系偏转角度，整个误差测量过程结束。

优选的，所述基准圆柱和母口采用小过盈配合进行装配，并保证公口和母口上的标定柱完全接触。