[發明專利]用于Stewart平臺構型的六自由度并聯機器人基準位姿標定方法

有效

• 申請號: 201410322598.6
• 申請日: 2014-07-08
• 公開（公告）號: CN104390612B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發明（設計）人: 段學超;陳光達;崔傳貞;段清娟;葛世濱;保宏;米建偉;張剛
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01B21/00
• 分類號: G01B21/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

1.用于Stewart平臺構型的六自由度并聯機器人基準位姿標定方法，其特征在于：包括如下步驟：

(1)分別在并聯機器人的基座上建立基座坐標系{O}，在運動平臺上建立運動平臺坐標系{P}；

(2)在六自由度并聯機器人機構開鏈的情況下，采用三坐標測量儀器，標定并聯機器人的6個胡克鉸中心B_i和6個球鉸中心P_i分別在{O}和{P}下的位置坐標向量^Ob_i和^Pp_i；其中，下標i＝1,2,…,6，表示胡克鉸、球鉸的序號；

(3)在運動平臺上選取三個標記點C_j，分別測出它們在運動平臺坐標系下的局部坐標^Oc_i；其中，下標i＝1,2,3，表示標記點的序號；

(4)在每條支腿電動缸的推桿伸出端安裝光耦限位開關，組裝并聯機器人形成閉鏈機構；

(5)分別控制六自由度并聯機器人的各條支腿勻速緩慢縮短直至各個光耦限位開關均觸發并先后激發六條支腿停止運動，產生運動平臺的基準位姿；

(6)測量運動平臺上三個標記點C_j，解算此時運動平臺相對于基座平臺坐標系的位姿，即為并聯機器人的基準位姿；

(7)根據基準位姿、采用并聯機器人的逆解算法，解算出基準位姿對應的支腿初始長度L_0i(i＝1,2,…,6)。

2.根據權利要求1所述的用于Stewart平臺構型的六自由度并聯機器人基準位姿標定方法，其特征在于：所述步驟(2)中標定六自由度并聯機器人的6個胡克鉸中心B_i在{O}下的位置坐標向量^Ob_i，具體步驟為：

2a)在與B_i相聯的剛性桿件上取一定點A₁，則A₁B_i長度為定值，在某一時間段內保持A₁B_i相對于{O}位形不變，測得A₁在{O}中的位置坐標(x₁,y₁,z₁)；

2b)更換A₁B_i相對于{O}的位形以獲取多個A₁點坐標，記為A_j，j＝2,…,n，n為標定過程中A₁B_i相對{O}位形變換的總次數，且n≥4，A₁B_i每變換一次位形，測量A_j點的位置坐標，記為(x_j,y_j,z_j)；

2c)設B_i在{O}中的坐標為(xb_i,yb_i,zb_i)，A₁B_i的長度為r，則由上一步的測量值(x_j,y_j,z_j)，可得到一組方程：(x_j-xb_i)²+(y_j-yb_i)²+(z_j-zb_i)²＝r²,j＝1,2,...,n；

2d)因n≥4，上面的方程組構成一個矛盾方程組，采用最小二乘法進行求解，可得出B_i在{O}中的坐標(xb_i,yb_i,zb_i)；

所述步驟(2)中標定六自由度并聯機器人的6個球鉸中心P_i在{P}下的位置坐標向量^Pp_i與標定六自由度并聯機器人6個胡克鉸中心B_i在{O}下的位置坐標向量^Ob_i的步驟相同。