[發(fā)明專利]一種Stewart型并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810926766.0
• 申請(qǐng)日: 2018-08-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110815206B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 隋春平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所
• 主分類號(hào): B25J9/16
• 分類號(hào): B25J9/16;B25J9/00
• 代理公司: 沈陽(yáng)科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 王倩

1.一種Stewart型并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定方法，其特征在于，包括以下步驟：

建立Stewart型并聯(lián)機(jī)器人坐標(biāo)系；

確定待辨識(shí)的機(jī)器人參數(shù)，建立標(biāo)定系統(tǒng)模型；

對(duì)標(biāo)定系統(tǒng)模型求解，得到辨識(shí)的機(jī)器人參數(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定；

待建模的Stewart型并聯(lián)機(jī)器人的機(jī)構(gòu)形式如下：機(jī)器人由上平臺(tái)( 3) 、下平臺(tái)( 1)和六根伸縮連桿( 2) 組成，下平臺(tái)( 1) 為固定平臺(tái)，上平臺(tái)( 3) 為運(yùn)動(dòng)平臺(tái)；上平臺(tái)(3) 和下平臺(tái)( 1) 以六根連桿( 2) 相連構(gòu)成Stewart型并聯(lián)機(jī)構(gòu)，每根連桿( 2) 兩端分別與上平臺(tái)( 3) 和下平臺(tái)( 1) 相連形成一個(gè)分支，共計(jì)六個(gè)同構(gòu)分支；每分支連桿( 2)通過(guò)虎克鉸鏈( 4) 與下平臺(tái)( 1) 相連，通過(guò)球鉸鏈( 5) 與上平臺(tái)( 3) 相連；連桿( 2)設(shè)有直線位移傳感器，可測(cè)量連桿( 2) 長(zhǎng)度變化；連桿( 2) 與下平臺(tái)( 1) 連接點(diǎn)為虎克鉸鏈( 4) 中心點(diǎn)，共計(jì)6個(gè)，以序號(hào)A₁～A₆順序標(biāo)記，兩兩相鄰，相鄰兩點(diǎn)為一組，即A₁和A₂、A₃和A₄、A₅和A₆共三組，三組在半徑為R_A的圓周上逆時(shí)針均勻分布；連桿( 2) 與上平臺(tái)( 3)的連接點(diǎn)為球鉸鏈( 5) 中心點(diǎn)，共計(jì)6個(gè)，以序號(hào)B₁～B₆順序標(biāo)記，也按逆時(shí)針順序在半徑為R_B的圓周上分布；

坐標(biāo)系建立的約束條件為:

其中，和為B₁點(diǎn)和B₂點(diǎn)的x坐標(biāo)，和為B₁點(diǎn)和B₂點(diǎn)的y坐標(biāo)，分別為B₁、B₂、B₃點(diǎn)的縱坐標(biāo)，R_B表示連接點(diǎn)B_i分布圓周半徑名義值，表示分布圓圓心分別至B₁、B₂點(diǎn)矢量夾角的半角名義值；和為A₁點(diǎn)的x坐標(biāo)和A₂點(diǎn)的x坐標(biāo)，和為A₁點(diǎn)和A₂點(diǎn)的y坐標(biāo)，分別為A₁、A₂、A₃點(diǎn)的縱坐標(biāo)，R_A表示連接點(diǎn)A_i分布圓周半徑名義值，表示分布圓圓心分別至A₁、A₂點(diǎn)矢量夾角的半角名義值；

其特征在于，所述建立Stewart型并聯(lián)機(jī)器人坐標(biāo)系包括以下步驟：

下平臺(tái)(1)的固定坐標(biāo)系O_A-X_AY_AZ_A按如下方法建立：取下平臺(tái)的6個(gè)分支連接點(diǎn)中的三個(gè)點(diǎn)A₁、A₂、A₃，令O_AX_AY_A平面與三點(diǎn)所構(gòu)成的平面重合，Z_A軸垂直該平面，方向向上；然后取X_A軸過(guò)三點(diǎn)中任意兩點(diǎn)間線段的中點(diǎn)；坐標(biāo)原點(diǎn)的位置使A₁點(diǎn)與原點(diǎn)的距離等于A_i分布圓周半徑名義值R_A；

上平臺(tái)(3)的動(dòng)坐標(biāo)系O_B-X_BY_BZ_B按如下方法建立：取上平臺(tái)的6個(gè)分支連接點(diǎn)中的三個(gè)點(diǎn)B₁、B₂、B₃，令O_BX_BY_B平面與三點(diǎn)所構(gòu)成的平面重合，Z_B軸垂直該平面，方向向上；然后取X_B軸過(guò)三點(diǎn)中任意兩點(diǎn)間線段的中點(diǎn)；坐標(biāo)原點(diǎn)的位置使B₁點(diǎn)與原點(diǎn)的距離等于B_i分布圓周半徑名義值R_B；i表示上平臺(tái)鉸鏈或下平臺(tái)鉸鏈的序號(hào)；

所述確定待辨識(shí)的機(jī)器人參數(shù)如下：

并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)包括：下 平臺(tái)(1)鉸鏈i中心點(diǎn)位置(X_Ai,Y_Ai,Z_Ai)，i＝1～6；上平臺(tái)(3)鉸鏈i中心點(diǎn)位置(X_Bi,Y_Bi,Z_Bi)，i＝1～6；分支上、下鉸鏈點(diǎn)間的線段在連桿(2)驅(qū)動(dòng)軸線上投影的初始長(zhǎng)度l_pio，i＝1～6；

所述建立標(biāo)定系統(tǒng)模型：將并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型與測(cè)量過(guò)程模型合并構(gòu)成標(biāo)定系統(tǒng)模型；

所述并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型包括：

連桿長(zhǎng)度表達(dá)式、連桿長(zhǎng)度與驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)變量值間關(guān)系的表達(dá)式、連桿初始長(zhǎng)度表達(dá)式、坐標(biāo)系建立的約束條件。