[发明专利]工业机器人位姿特性中互换性的测量方法

权利要求书

1.一种工业机器人位姿特性中互换性的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、坐标准直测量：机器人按照示教器的指令，依次到达测量坐标准直的指令位姿点位，每到达一个指令位姿点位，使用三维空间测量仪采集此时的球极坐标点位，再转换成测量仪的直角坐标点位，总共需要记录5组测量仪的直角坐标点位数据，然后，通过5组指令位姿点位数据和5组测量仪的直角坐标点位数据就可以计算出旋转矩阵R、平移矩阵T，也就是测量仪直角坐标系和机器人直角坐标系的转换关系，即坐标准直，往后测量仪的坐标点位数据采集，可以直接使用这个坐标准直关系进行转换成机器人的坐标点位；

步骤2、指令位姿测量：机器人按照示教器的指令，对P1、P2、P3、P4和P5指令位姿响应n次，每次响应时记录此时的测量仪的球极坐标点位，再通过球极坐标系与直角坐标系的转换获取测量仪的直角坐标点位，接着通过两个直角坐标系的变换，就可以得到机器人此时的实到位姿点位，采用相同的机械安装基础，连续完成5台同型号工业机器人测量后，开始计算位姿特性中互换性的计算；

步骤3、位姿互换性计算：根据换性计算公式，从5组互换性中选取最大的那组作为最终结果。

2.根据权利要求1所述的一种工业机器人位姿特性中互换性的测量方法，其特征在于，坐标准直测量包括测量坐标点位选取，该测量坐标点位选取包括坐标准直的坐标点位选取，位姿测量的坐标点位选取。

3.根据权利要求2所述的一种工业机器人位姿特性中互换性的测量方法，其特征在于，标准直的坐标点位选取：根据机器人的工作空间由C1-C8构成机器人最大空间的立方体，在由C1、C2、C7和C8构成的矩形斜平面中选取任意不同的五个空间点位坐标；位姿测量的坐标点位选取：根据机器人的工作空间，在由C1、C2、C7和C8构成的矩形斜平面中选取P1、P2、P3、P4和P5的空间点位坐标，并且P2、P3、P4和P5空间点位坐标能按顺时针方向构成的一个矩形以及能最大程度的占据机器人的工作空间，而P1在P2到P5空间点位所围成矩形区域的中心位置。

4.根据权利要求1所述的一种工业机器人位姿特性中互换性的测量方法，其特征在于，直角坐标系的转换关系包括首先，三维空间测量仪采集机器人末端法兰盘的球极坐标点位数据方位角仰角θ和距离γ数据，然后通过球极坐标系与直角坐标系转换，可以获取测量仪的直角坐标点位数据，最后，再完成三维空间测量仪坐标系与机器人坐标系的坐标转换。

5.根据权利要求4所述的一种工业机器人位姿特性中互换性的测量方法，其特征在于，球极坐标系与直角坐标系(x、y、z)转换公式如下：

z＝γ·cosθ

三维空间测量仪坐标系与机器人坐标系坐标转换公式如下：

P^t＝RP^r+T

R——旋转矩阵，T——平移矩阵；

P^t——三维空间测量仪坐标系下的坐标点位；

P^r——机器人坐标系下的坐标点位；

任意点P_i坐标的矩阵表示：

三维空间测量仪坐标系下的坐标点位：

机器人坐标系下的坐标点位：