[发明专利]一种减少机器人关节结构误差对其精度影响的方法

权利要求书

1.一种减少机器人关节结构误差对其精度影响的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、建立旋量理论表示方式以及机器人正向运动学模型；

表达式为：$＝(s s⁰)^T＝(s s₀+hs)^T＝(s r×s+hs)^T

其中，s为表示旋量轴线方向的单位矢量；r为旋量轴线上的任意一点；s⁰为旋量的对偶部矢量；h为节距；

机器人正向运动学模型为：

S2、分析关节几何误差；机器人关节连接处出现偏差为：两轴共面偏差；两轴线异面偏差；

当两轴线异面时，螺旋副的单位运动旋量表达式为：

式中h＝Δl/Δθ；Δθ为理论轴线绕两轴线的公垂线旋转角度，Δl为沿理论轴线绕两轴线的公垂线移动距离；

当两轴线共面时，移动副的单位运动旋量表达式为：

S3、建立几何误差的旋量表达；

几何误差的旋量表达式为：

S4、将几何误差的旋量表达式带入机器人正向运动学模型中，得到考虑误差后的机器人实际正向运动学方程：

S5、将机器人实际正向运动学方程运用到机器人制造、建模中。

2.根据权利要求1所述的一种减少机器人关节结构误差对其精度影响的方法，其特征在于，在步骤S2中当两轴线异面且节距为0时，单位旋量退化为线矢量，两轴线相交，仅发生旋转；运动旋量可以表示为

3.根据权利要求1所述的一种减少机器人关节结构误差对其精度影响的方法，其特征在于，在步骤S2中当两轴线异面且节距无穷大时，单位旋量退化为单位偶量，两轴线平行，仅发生径向平移；运动旋量可以表示为

4.根据权利要求1所述的一种减少机器人关节结构误差对其精度影响的方法，其特征在于，在步骤S2中当两关节轴线共面且发生非径向移动时，移动副的运动旋量可表示为

5.根据权利要求1所述的一种减少机器人关节结构误差对其精度影响的方法，其特征在于，在步骤S3中当两轴线关系为两轴线异面时，有：

Δφ²+Δθ²+Δψ²≠0，Δx²+Δy²+Δz²≠0

v＝G^-1(θ)p。

6.根据权利要求1所述的一种减少机器人关节结构误差对其精度影响的方法，其特征在于，在步骤S3中当两轴线关系为两轴旋转时，有：Δφ²+Δθ²+Δψ²≠0，Δx²+Δy²+Δz²＝0，v＝(0,0,0)^T。

7.根据权利要求1所述的一种减少机器人关节结构误差对其精度影响的方法，其特征在于，在步骤S3中当两轴线关系为两轴线异面时，有：Δφ²+Δθ²+Δψ²+Δz²＝0，Δx²+Δy²≠0，

ω_e＝(0,0,0)^T

当Δφ²+Δθ²+Δψ²+Δx²+Δy²＝0，Δz≠0。