[发明专利]一种自下而上的六轴串联工业机器人本体逐步校准法

权利要求书

1.一种自下而上的六轴串联工业机器人本体逐步校准法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)校准前准备：固定六轴串联工业机器人本体基座，固定测量设备放置在合适位置，测量设备可以是激光跟踪仪、三坐标测量机、拉绳传感器测量系统等，能够测量空间三维坐标数据；

(2)关节1运动学模型参数校准：将测量标靶固定吸附在六轴串联工业机器人的腰部某处，让关节2、关节3、关节4、关节5、关节6驱动电机固定不动，单独控制关节1的驱动电机旋转，改变机器人本体的关节1转角θ₁，记录m个不同的关节1转角对应的腰部标靶坐标，基于这些θ₁值和腰部标靶坐标数据，进行机器人本体校准，得到关节1(即基座和关节1之间)的关节转角、连杆偏距、连杆长度、连杆扭角4个运动学校准参数；

(3)关节2运动学模型参数校准：将测量标靶固定吸附在六轴串联工业机器人的大臂某处，让关节1、关节3、关节4、关节5、关节6驱动电机固定不动，单独控制关节2的驱动电机旋转，改变机器人本体的关节2转角θ₂，记录n个不同的关节2转角对应的大臂标靶坐标，基于这些θ₂值和大臂标靶坐标数据，进行机器人本体校准，得到关节2(关节1和关节2之间)的关节转角、连杆偏距、连杆长度、连杆扭角4个运动学校准参数；

(4)关节3运动学模型参数校准：将测量标靶固定吸附在六轴串联工业机器人的小臂某处，让关节1、关节2、关节4、关节5、关节6驱动电机固定不动，单独控制关节3的驱动电机旋转，改变机器人本体的关节3转角θ₃，记录k个不同的关节3转角对应的小臂标靶坐标，基于这些θ₃值和小臂标靶坐标数据，进行机器人本体校准，得到关节3(关节2和关节3之间)的关节转角、连杆偏距、连杆长度、连杆扭角4个运动学校准参数；

(5)关节4运动学模型参数校准：将测量标靶固定吸附在六轴串联工业机器人的手部某处，让关节1、关节2、关节3、关节5、关节6驱动电机固定不动，单独控制关节4的驱动电机旋转，改变机器人本体的关节4转角θ₄，记录u个不同的关节4转角对应的手部标靶坐标，基于这些θ₄值和手部标靶坐标数据，进行机器人本体校准，得到关节4(关节3和关节4之间)的关节转角、连杆偏距、连杆长度、连杆扭角4个运动学校准参数；

(6)关节5运动学模型参数校准：将测量标靶固定吸附在六轴串联工业机器人的腕部某处，让关节1、关节2、关节3、关节4、关节6驱动电机固定不动，单独控制关节5的驱动电机旋转，改变机器人本体的关节5转角θ₅，记录v个不同的关节5转角对应的标靶坐标，基于这些θ₅值和腕部标靶坐标数据，进行机器人本体校准，得到关节5(即关节4和关节5之间)的关节转角、连杆偏距、连杆长度、连杆扭角4个运动学校准参数；

(7)关节6运动学模型参数校准：将测量标靶固定吸附在六轴串联工业机器人的法兰某处，让关节1、关节2、关节3、关节5、关节6驱动电机固定不动，单独控制关节6的驱动电机旋转，改变机器人本体的关节6转角θ₆，记录w个不同的关节6转角对应的法兰标靶坐标，基于这些θ₆值和法兰标靶坐标数据，进行机器人本体校准，得到关节6(即关节5和关节6之间)的关节转角、连杆偏距、连杆长度、连杆扭角4个运动学校准参数。

2.根据权利要求1所述一种自下而上的六轴串联工业机器人本体逐步校准法，其特征在于考虑机器人各个单独部件运动时的位置情况，通过测量设备分别测量各个关节运动过程中机器人部件的位置数据。

3.根据权利要求1所述一种自下而上的六轴串联工业机器人本体逐步校准法，其特征在于将测量标靶分别放置在六轴串联工业机器人腰部、大臂、小臂、手部、腕部和法兰某固定点处，进行位置测量。

4.根据权利要求1所述一种自下而上的六轴串联工业机器人本体逐步校准法，其特征在于基于优化算法，以不同位置标靶测量的实际位置与D-H运动学模型的关节理论位置的差值作为目标函数，关节角度值和测量的标靶坐标数据作为输入数据，进行关节运动学模型参数校准。

5.根据权利要求1所述一种自下而上的六轴串联工业机器人本体逐步校准法，其特征在于对各个关节运动学参数进行校准时，每次至少需要测量5个数据点，即权利要求1里面的m、n、k、u、v、w的值均至少为5。