基于空間向量法的工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動學(xué)參數(shù)獲取及校驗(yàn)方法
專利匯可以提供基于空間向量法的工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動學(xué)參數(shù)獲取及校驗(yàn)方法專利檢索，專利查詢，專利分析的服務(wù)。并且本 發(fā)明 公開了一種基于空間向量法的工業(yè) 機(jī)器人 運(yùn)動學(xué)參數(shù)獲取及校驗(yàn)方法，用于解決現(xiàn)有 工業(yè)機(jī)器人 運(yùn)動學(xué)參數(shù)獲取方法實(shí)用性差的技術(shù)問題。技術(shù)方案是從工業(yè)機(jī)器人的3D模型中提取關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)，利用空間向量法求解得到工業(yè)機(jī)器人DH參數(shù)，對所得到的DH參數(shù)進(jìn)行校驗(yàn)。由于利用工業(yè)機(jī)器人廠商提供的機(jī)器人3D模型求解 機(jī)器人運(yùn)動學(xué) 參數(shù)，無需任何 硬件 設(shè)備及相關(guān)成本，同時(shí)不要求操作人員掌握專業(yè)的運(yùn)動學(xué)參數(shù)標(biāo)定方法，利用3D建模 軟件 即可求得機(jī)器人運(yùn)動學(xué)參數(shù)，減少了傳統(tǒng)標(biāo)定方法的 時(shí)空 復(fù)雜度，硬件成本低，實(shí)用性好。，下面是基于空間向量法的工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動學(xué)參數(shù)獲取及校驗(yàn)方法專利的具體信息內(nèi)容。
1.一種基于空間向量法的工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動學(xué)參數(shù)獲取及校驗(yàn)方法，其特征在于包括以下步驟：
步驟一、建立機(jī)器人各關(guān)節(jié)軸連桿的坐標(biāo)系，并畫出它們的延長線，在關(guān)節(jié)i上，沿軸線建立坐標(biāo)軸zi，正方向任意；做關(guān)節(jié)軸i和關(guān)節(jié)軸i+1的公垂線，公垂線與軸線交點(diǎn)為第i個(gè)坐標(biāo)系原點(diǎn)，坐標(biāo)軸xi由坐標(biāo)系i的原點(diǎn)沿公垂線由i指向i+1；坐標(biāo)軸yi根據(jù)右手法則確定；
步驟二、借助3D建模軟件從工業(yè)機(jī)器人的3D模型中的每一個(gè)關(guān)節(jié)軸上各獲取兩個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，利用3D建模軟件捕獲關(guān)節(jié)軸的截面圓圓心來獲得；每個(gè)關(guān)節(jié)軸上所提取兩個(gè)點(diǎn)作為關(guān)鍵點(diǎn)，沿著機(jī)械臂基座到末端的順序分別記為：
ai＝(aix,aiy,aiz),bi＝(bix,biy,biz)??????????????????????(1)
步驟三、求取連桿長度ai，關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)求各關(guān)節(jié)的軸線zi方向向量，記關(guān)節(jié)軸i，i+1的公垂線為ni＝zi×zi+1，得到連桿長度表達(dá)式
步驟四、求取連桿扭角αi，sgn()為符號函數(shù)，則
步驟五、求取連桿夾角θi，記xi軸的矢量為xi＝sgn((ai+1-ai)·ni)·ni，則步驟六、求取連桿距離di，由于di為沿zi軸從xi-1移動到xi的距離，首先求出連桿坐標(biāo)系{i-1}和{i}的原點(diǎn)坐標(biāo)Oi-1和Oi；Oi為關(guān)節(jié)軸i和關(guān)節(jié)軸i+1的公垂線和關(guān)節(jié)軸i的交點(diǎn)，則設(shè)Oi＝ai+m1·zi，公垂線與關(guān)節(jié)軸i+1的交點(diǎn)為Oi'＝ai+1+m2·zi+1，求|Oi-Oi'|取最小時(shí)的m1，代入Oi＝ai+m1·zi解得Oi；根據(jù)解出的Oi-1和Oi的坐標(biāo)，求得di，
步驟七、求取機(jī)器人齊次矩陣 根據(jù)求解的機(jī)器人運(yùn)動學(xué)參數(shù)，連桿長度ai、連桿扭角αi、連桿夾角θi以及連桿夾角θi，機(jī)器人齊次變換矩陣 由相鄰連桿坐標(biāo)系間的齊次變換矩陣 順序連乘求得，則
其中，p＝[px,py,pz]T為末端坐標(biāo)系原點(diǎn)在參考坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，n＝[nx,ny,nz]T、o＝[ox,oy,oz]T、a＝[ax,ay,az]T分別為末端坐標(biāo)系的x、y、z軸在參考坐標(biāo)系中的單位矢量；
步驟八、求取機(jī)器人齊次矩陣 與實(shí)際機(jī)器人齊次矩陣 之間的誤差，用位置誤差A(yù)和姿態(tài)誤差B表征，則
姿態(tài)誤差B用通用旋轉(zhuǎn)變換的方法來描述， 對應(yīng)的姿態(tài)繞著一單位矢量f旋轉(zhuǎn)β到達(dá)另一姿態(tài)，旋轉(zhuǎn)角β即為姿態(tài)誤差，記通用旋轉(zhuǎn)變換矩陣為Rot(f,β)
基于空間向量法的工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動學(xué)參數(shù)獲取及校驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
背景技術(shù)
發(fā)明內(nèi)容
附圖說明
具體實(shí)施方式
1 0 0 0 0
2 180 -90 30 0
3 0 -90 30 251.5
4 90 90 40.5 0
5 180 90 40.5 265
6 180 90 27 0
7 180 90 27 36
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