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专利号: 2022108616798
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 手动工具;轻便机动工具;手动器械的手柄;车间设备;机械手
更新日期:2026-04-06
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种机械臂参数误差识别及补偿方法,利用一套测量工具,其特征在于,按照以下步骤实施:步骤1:安装试件,将机械臂末端与气动夹具(1)连接牢靠,气动夹具(1)上的夹爪(2)夹持住夹持柄(3);调整测量架(4)上的激光位移传感器(5)和位移传感器一(6)、位移传感器二(7)的位姿,使其与标定件(8)的测量平面垂直;

步骤2:建立机械臂运动学模型,

2.1)设置相关的机械臂模型参数,

2.2)通过坐标变换,建立机械臂运动学模型;

步骤3:向机器人控制系统输入-Z方向的运动指令,利用位移传感器一(6)、位移传感器二(7)测量X、Y向的运动误差,利用激光位移传感器(5)测量机械臂末端-Z方向的位移,具体过程是,通过读取上述测量工具中相关传感器的数值,获得X、Y向的运动误差集:E

再通过机械臂控制系统,获得位移误差集对应的关节转角集合,表达式如下:式中,

步骤4:建立机械臂的参数误差补偿模型,具体过程是,

4.1)根据步骤2得到的机械臂运动学模型,建立参数误差补偿模型,机械臂X、Y向的坐标表达式如前所示,分别为:p

p

设机械臂运动平面为工作坐标系的XOZ面,将上述两式简写为:p

p

式中,a

引入参数误差后,机械臂X、Y向的坐标变换为:p

p

式中,Δa

由误差和理论位置的关系,则有:p′ΔY=p′

将测量得到的误差集带入式(7)中,得到非线性参数拟合方程组:y

为了推导方便,令y

4.2)由式(8)可知:机械臂在Z向上运动的参数误差补偿问题能够描述如下:通过非线性方程拟合一组系数Δθ

4.2.1)在非线性参数拟合方程式(8)中待求解参数总共包含九个,分别是Δθ

4.2.2)根据给定未知量的初始值,将实验得到的n组相对位移误差集的数值分别代入方程y

4.2.3)引入增幅系数λ=0.001,使用V对比后存在两种结果,分别分析如下:a)当γ

b)当γ

①固定V

②当V

③其余7个参数的数值均按照上述①②中的方法进行计算,最终得到记录下V的9组数值;

4.2.4)完成前述V的9组数值记录后,上述迭代过程结束,此时对应的步骤5:完成机械臂误差补偿,根据V

2.根据权利要求1所述的机械臂参数误差识别及补偿方法,其特征在于:所述的测量工具的结构是,包括气动夹具(1),气动夹具(1)上的夹爪(2)与夹持柄(3)连接;夹持柄(3)另一端固定有测量架(4),测量架(4)上设置有激光位移传感器(5)、位移传感器一(6)、位移传感器二(7),测量时该三个传感器均与标定件(8)的测量平面垂直。

3.根据权利要求1所述的机械臂参数误差识别及补偿方法,其特征在于:所述的步骤2.1)中,具体过程是,选取机械臂安装基座建立基坐标系,x对机械臂的六个关节分别建立关节坐标系,其中x依据上述的测量工具在基坐标系下的相对位置,建立测量工具坐标系,其中,x本步骤中,i=1,2,...,6,j=1,2,...,7,k=1,2,...,6。

4.根据权利要求3所述的机械臂参数误差识别及补偿方法,其特征在于:所述的步骤2.2)中,机械臂运动学模型的表达式为:其中,i

i

i

j

j

j

k

k

k

p

p

p

上式中,i

i

i

j

j

j

k

k

k

p

p

p

s