[发明专利]一种连续型机器人偏差修正运动学等效方法及控制装置

权利要求书

1.一种连续型机器人偏差修正运动学等效方法，其特征在于，采用二连杆-五关节运动学等效模型的偏差修正运动学等效方法使用刚性臂对基于分段常曲率假设的连续型机器人运动学进行等效；

对连续型机器人运动学进行等效的过程包括如下步骤：

S1：将基于分段常曲率假设的连续型机器人分为多个近似常曲率段，获取每个所述近似常曲率段的长度并区分每个所述近似常曲率段；

S2：对每个所述近似常曲率段进行偏差标定得到偏差标定值；

S3：根据各个所述近似常曲率段的长度和所述偏差标定值使用刚性臂进行等效；

S4：整合各个所述近似常曲率段的等效参数，列写所述基于分段常曲率假设的连续型机器人的等效D-H参数，得到等效模型的运动学等效方法。

2.如权利要求1所述的连续型机器人偏差修正运动学等效方法，其特征在于，各个所述常曲率段的长度为定值。

3.如权利要求2所述的连续型机器人偏差修正运动学等效方法，其特征在于，所述偏差标定值包括：最大偏差角度δ_max以及偏差系数k；

对每个所述近似常曲率段进行偏差标定包括如下步骤：

S21：选取待标定的所述近似常曲率段，调整所述近似常曲率段的轴向旋转角ψ为0°、轴向偏转角θ为最大值θ_max；

S22：将所述近似常曲率段置于相机前，并使所述近似常曲率段的偏转平面与所述相机平行，进行视觉采样得到几何关系采样图，其中，将所述几何关系采样图中的根部坐标定为坐标原点；

S23：标定最大偏差角度：获取所述几何关系采样图中的根部最大偏转角即理想最大偏转角的一半θ_max/2及实际最大偏转角得到最大偏差角度

S24：标定偏差系数：获取所述刚性臂进行等效中的偏差系数k＝短杆长度/所述近似常曲率段的长度L＝短杆长度/(短杆长度+长杆长度)。

4.如权利要求3所述的连续型机器人偏差修正运动学等效方法，其特征在于，利用椭圆中椭圆上的任一点到焦点的距离之和相等的性质，根据所述几何关系采样图的两个端点作为椭圆的焦点，所述近似常曲率段的长度为椭圆的长轴的长度构建椭圆标定所述偏差系数。

5.如权利要求4所述的连续型机器人偏差修正运动学等效方法，其特征在于，每个所述近似常曲率段等效为由五个转动关节连接的两个刚性连杆，并通过参数约束在误差范围内进行等效；

所述参数包括所述常曲率段的轴向偏转角与偏转辅助角之间的几何关系。

6.如权利要求5所述的连续型机器人偏差修正运动学等效方法，其特征在于，所述近似常曲率段等效包括：短杆-长杆等效、长杆-短杆等效；

根据所述短杆-长杆等效获得所述常曲率段的轴向偏转角与偏转辅助角之间的几何关系。

7.如权利要求6所述的连续型机器人偏差修正运动学等效方法，其特征在于，所述常曲率段的轴向偏转角与偏转辅助角之间的几何关系满足：

进一步化简得到：

其中，θ是常曲率段的轴向偏转角，是常曲率段的偏转辅助角，L是常曲率段的长度，k是偏差系数。

8.如权利要求7所述的连续型机器人偏差修正运动学等效方法，其特征在于，根据长杆-短杆等效方法，得到等效参数为：所述近似常曲率段的构型参数状态变量包括轴向偏转角θ、轴向旋转角ψ，等效长杆长度l₁＝(1-k)·L，等效短杆长度l₂＝k·L，等效第一偏转角等效第二偏转角即偏转辅助角

9.一种连续型机器人运动学等效方法的控制装置，其特征在于，包括处理器和用于存储计算机程序的存储介质；其中，处理器用于执行所述计算机程序时至少执行如权利要求1-8任一所述的连续型机器人偏差修正运动学等效方法。