一种基于四PSD的机器人运动学参数标定方法

文档序号:41711179发布日期:2025-04-25 16:42阅读:47来源:国知局

本发明涉及关节机器人标定,具体涉及一种基于四个位置敏感探测器(position sensitive detector,简称psd)的机器人运动学参数标定方法。


背景技术:

1、随着关节机器人的广泛应用,其绝对定位精度低成为限制国内外关节机器人发展的关键问题。由于大多数关节机器人标定方法成本高、操作复杂、不易携带,采用激光和感光芯片的机器人标定装置开始被研究和发展。

2、中国专利公布号为“cn 106777656 a”,专利名称为“一种基于pmpsd的工业机器人绝对精度校准方法”,该方法通过建立机器人误差运动学模型,再使用psd装置多次改变位置进行多组数据采样,构建空间多点虚拟约束;利用空间矢量关系修正机器人末端激光器的位姿,并利用修正后的位姿对机器人关节转角进行修正,以取代从机器人示教器或从控制器得到的关节转角;构建模型约束目标函数,并利用最小化方法对约束目标函数进行优化,得到工业机器人的参数误差。最后利用参数误差对几何参数名义值进行修正,完成工业机器人的运动学标定,实现机器人的绝对精度校准。该方法存在的不足:工具系相对机器人末端的位姿精度和psd装置相对机器人的位姿精度直接影响工业机器人绝对校准精度。


技术实现思路

1、本发明为了解决现有标定方法存在的工具系相对机器人末端的位姿精度和psd装置相对机器人的位姿精度直接影响工业机器人绝对校准精度的问题,提出了一种基于四psd的机器人运动学参数标定方法,提高机器人运动学参数的标定精度。

2、本发明解决技术问题的技术方案如下:

3、一种基于四psd的机器人运动学参数标定方法,该方法包括以下步骤:

4、步骤s1:建立测量系:在psd一上建立o1系,在psd二上建立o2系,在psd三上建立o3系,在psd四上建立o4系,在机器人底座建立o系,在机器人末端建立oe系上,在激光器上建立ol系;

5、步骤s2:测量光线状态:控制激光器将光线射向psd一1得到坐标光线经由psd一反射至psd二上得到坐标控制激光器将光线射向psd三得到坐标光线经由psd三反射至psd四上得到坐标重复上述步骤n次,得到n组坐标和机器人关节角数据,其中i表示组数,i=1,2,3…n;

6、步骤s3:计算o1系下异面直线距离:

7、s31:计算o1系下的坐标

8、s32:计算基于o1系x-o-y面的对称点和基于o3系x-o-y面的对称点

9、s33:计算基准距离

10、步骤s4:建立机器人运动学参数误差辨识模型:

11、s41:建立ol系相对于oe系的实际位姿转换矩阵

12、s42:建立机器人的实际运动学模型;

13、步骤s5:计算o系下异面直线距离:

14、s51:计算位姿矩阵和

15、s52:计算入射光线和点和

16、s53:计算距离表达式

17、步骤s6:构建误差约束方程辨识求解机器人运动学参数误差。

18、本发明相比于现有技术有以下有益效果:本发明提出了一种基于四psd的机器人运动学参数标定方法,基于异面激光线间距,构建了机器人运动学参数误差模型,采用pso算法辨识机器人运动学参数误差,该方法不依赖工具系相对机器人末端的位姿精度和psd装置相对机器人的位姿精度,提高了机器人运动学参数标定精度。



技术特征:

1.一种基于四psd的机器人运动学参数标定方法,其特征是,该方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于四psd的机器人运动学参数标定方法,其特征在于,所述步骤s3的具体步骤如下:

3.根据权利要求2所述的一种基于四psd的机器人运动学参数标定方法,其特征在于,所述步骤s4的具体步骤如下:

4.根据权利要求3所述的一种基于四psd的机器人运动学参数标定方法,其特征在于,所述步骤s5的具体步骤如下:

5.根据权利要求4所述的一种基于四psd的机器人运动学参数标定方法,其特征在于,所述步骤s6的具体步骤如下:


技术总结
一种基于四PSD的机器人运动学参数标定方法,涉及关节机器人标定技术领域,为了解决现有标定方法存在的工具系相对机器人末端的位姿精度和PSD装置相对机器人的位姿精度直接影响工业机器人绝对校准精度的问题,其包括以下步骤:步骤S1:建立测量系,步骤S2:测量光线状态,步骤S3:计算O<subgt;1</subgt;系下异面直线距离,步骤S4:建立机器人运动学参数误差辨识模型,步骤S5:计算O系下异面直线距离,步骤S6:构建误差约束方程辨识求解机器人运动学参数误差。本发明基于异面激光线间距,构建了机器人运动学参数误差模型,采用PSO算法辨识机器人运动学参数误差,该方法不依赖工具系相对机器人末端的位姿精度和PSD装置相对机器人的位姿精度,提高了机器人运动学参数标定精度。

技术研发人员:苏成志
受保护的技术使用者:长春理工大学
技术研发日:
技术公布日:2025/4/24
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