[发明专利]一种柔性多关节机械臂空间位姿测量系统及方法

权利要求书

1.一种柔性多关节机械臂空间位姿测量系统，其特征在于：

包括3点位iGPS、多点位关节盘后端面轴向定位靶标、多点位关节盘前端面轴向定位靶标、位姿解算器，所述3点位iGPS固定安装于机械臂的驱动单元前端面的可调节安装板上，用于实时探测前端视野内靶标，多点位关节盘后端面轴向定位靶标安装于机械臂各关节的关节盘后断面处，多点位关节盘前端面轴向定位靶标安装于机械臂各关节的关节盘前断面处，多点位关节盘后端面轴向定位靶标、多点位关节盘前端面轴向定位靶标均朝向3点位iGPS，位姿解算器用于对探测到的靶标进行实时位姿信息解算。

2.根据权利要求1所述的一种柔性多关节机械臂空间位姿测量系统，其特征在于：

所述3点位iGPS包括iGPS发射站一、iGPS发射站二、iGPS发射站三，按照预设角度安装于机械臂的驱动单元前端面的可调节安装板上，所述可调节安装板在驱动单元作用下，带动3点位iGPS向相对机械臂远离方向运动，iGPS发射站一、iGPS发射站二、iGPS发射站三均发出不同频率且扇面角度固定的激光束。

3.根据权利要求1所述的一种柔性多关节机械臂空间位姿测量系统，其特征在于：

所述多点位关节盘后端面轴向定位靶标包括后端面轴向定位靶标一、后端面轴向定位靶标二、后端面轴向定位靶标三，分别依次布置于机械臂各关节的关节盘后断面处，任一关节的关节盘后断面处均设置有后端面轴向定位靶标一、后端面轴向定位靶标二、后端面轴向定位靶标三。

4.根据权利要求3所述的一种柔性多关节机械臂空间位姿测量系统，其特征在于：

所述多点位关节盘前端面轴向定位靶标包括前端面轴向定位靶标一、前端面轴向定位靶标二、前端面轴向定位靶标三，分别依次布置于机械臂各关节的关节盘前断面处，任一关节的关节盘前断面处均设置有后端面轴向定位靶标一、后端面轴向定位靶标二、后端面轴向定位靶标三，与后端面轴向定位靶标一、后端面轴向定位靶标二、后端面轴向定位靶标三安装位置轴向对应。

5.根据权利要求4所述的一种柔性多关节机械臂空间位姿测量系统，其特征在于：

所述位姿解算器对iGPS发射站一、iGPS发射站二、iGPS发射站三分别与前端面轴向定位靶标一、前端面轴向定位靶标二、前端面轴向定位靶标三及后端面轴向定位靶标一、后端面轴向定位靶标二、后端面轴向定位靶标三的距离进行解算，根据解算结果对前端面轴向定位靶标一、前端面轴向定位靶标二、前端面轴向定位靶标三及后端面轴向定位靶标一、后端面轴向定位靶标二、后端面轴向定位靶标三于全局坐标系中的位置坐标(X_i，Y_i，Z_i)，并解算机械臂各关节姿态角及机械臂的空间姿态信息；

其中，全局坐标系具体为：以驱动单元前端面与关节盘连接处的圆孔圆心为原点、以过原点的水平面与驱动单元前端面相交线为X轴、以过原点的竖直平面与驱动单元前端面相交线为Y轴。

6.根据权利要求5所述的一种柔性多关节机械臂空间位姿测量系统，其特征在于：

所述前端面轴向定位靶标一、前端面轴向定位靶标二、前端面轴向定位靶标三及后端面轴向定位靶标一、后端面轴向定位靶标二、后端面轴向定位靶标三均朝向3点位iGPS方向以实现3点位iGPS对各靶标的可视化测量。