[发明专利]绳驱柔性机器人的臂形测量系统和方法

权利要求书

1.一种用于绳驱柔性机器人的臂形测量系统，所述的绳驱柔性机器人的机械臂部分包括多个臂杆(220)，其中相邻的臂杆(220)通过双旋转自由度的关节连接，其特征在于，所述的臂形测量系统包括：

标定板(130)和多个靶球(180)；

用于支撑所述的绳驱柔性机器人的支座组件(110)；

能够拆卸地安装至所述的绳驱柔性机器人的臂杆(220)上的夹具件(120)，该夹具件(120)设置有多个靶球(180)安装结构；

具有多个视觉采集单元(151)的位置测量仪(150)；

用于支撑所述的标定板(130)的工装件(140)，该工装件(140)设置有多个靶球(180)安装结构；

由支架(170)支撑的全局相机(160)，其中：

所述的全局相机(160)的视场至少覆盖所述的绳驱柔性机器人的多个臂杆(220)的运动空间，所述的全局相机(160)被配置成由所述的标定板(130)进行相机参数标定；

所述的视觉采集单元(151)布置在所述的支座组件(110)的上方，并且每个的视觉采集单元(151)的拍摄方位不同，以允许采集所述的夹具件(120)上安装的靶球(180)的视觉信号；

所述的工装件(140)和夹具件(120)上的靶球(180)安装结构由自动化机械加工来实现尺寸定位。

2.根据权利要求1所述的臂形测量系统，其特征在于，

所述的夹具件(120)被机械加工有三个靶球(180)安装位置，其中每两个靶球(180)安装点的连线之间垂直；

所述的工装件(140)被机械加工有三个靶球(180)安装位置，其中每两个靶球(180)安装点的连线之间垂直。

3.根据权利要求1所述的臂形测量系统，其特征在于，

所述的位置测量仪(150)包括动捕系统或激光跟踪仪，所述的全局相机(160)为双目相机。

4.根据权利要求1所述的臂形测量系统，其特征在于，

所述的绳驱柔性机器人包括与所述的臂杆(220)和关节串联的驱动箱(210)，

所述的支座组件(110)的底部具有万向轮，

所述的支座组件(110)还包括：

以横向方式支撑所述的驱动箱(210)的支撑座(111)；

用于带动所述的支撑座(111)运动的升降台(112)。

5.一种基于权利要求1至4中任一权利要求所述的臂形测量系统的臂形测量方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

A、根据所述的全局相机(160)拍摄得到的多组标定板(130)的图像进行相机标定，以标定所述的全局相机(160)的内参数和外参数；

B、使所述的位置测量仪(150)的坐标系作为基准坐标系，通过所述的位置测量仪(150)读取绳驱柔性机器人臂杆(220)上的夹具件(120)上的靶球(180)的相对于所述的基准坐标系的第一组位姿数据，通过柔性臂运动学算法迭代计算夹具件(120)所在的臂杆(220)的关节转角；

C、使所述的位置测量仪(150)的坐标系作为基准坐标系，通过所述的位置测量仪(150)读取装有所述的标定板(130)的工装件(140)上的靶球(180)的相对于所述的基准坐标系的第二组位姿数据，然后根据工装件(140)上的标定板(130)和靶球(180)安装结构的位置关系，计算标定板坐标系相对于相机坐标系的第三组位姿数据，从而计算所述的全局相机(160)相对于所述的基准坐标系的第四组位姿数据；

D、根据所述的第一组位姿数据和所述的第四组位姿数据，通过坐标系转换计算所述的臂杆(220)相对于所述的全局相机(160)的目的位姿数据。