[發明專利]一種多任務機械臂位姿檢測和誤差補償方法

有效

• 申請號: 201910485132.0
• 申請日: 2019-06-05
• 公開（公告）號: CN110253574B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 周華;于瑞;羅貴福
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種多任務機械臂位姿檢測和誤差補償方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)標定雙目立體視覺傳感器，建立機械臂的D-H運動模型，得到D-H運動模型的各坐標轉換矩陣^jT₆(j＝0～5)的理論表達式；

2)設置機械臂的任務類型，根據該任務類型及工作環境，系統自動生成位姿補償的權重系數w_i(i＝1～6)；

3)給定目標位姿，求取各關節的理論角度q_t＝[q₁,q₂,q₃.q₄,q₅,q₆]^T，并設置初始誤差補償量Δq＝[0,0,0，0,0,0]^T；

4)利用雙目立體視覺的方法，測量機械臂末端的位姿信息，計算末端位姿的綜合誤差D＝[d_x,d_y,d_z,δ_x,δ_y,δ_z]^T，其中，d_x,d_y,d_z為位置誤差，δ_x,δ_y,δ_z為姿態誤差；

5)實時求取各坐標轉換矩陣，得到雅克比矩陣J(q)；

6)求取各關節的新增誤差補償量Δq_add，則新的誤差補償量為Δq＝Δq+Δq_add；

7)給定下一點的目標位姿，求取各關節的理論角度q_t＝[q₁,q₂,q₃.q₄,q₅,q₆]^T，并設置各關節實際運動角度為q＝q_t-Δq進行運動；

8)重復步驟4)～7)，直至完成任務。

2.根據權利要求1所述的多任務機械臂位姿檢測和誤差補償方法，其特征在于，步驟1)中，假設從第k-1個關節(第0個關節為基座)到第k個關節的坐標變換為：

上式中，關節轉角θ_i表示X_i-1軸繞Z_i-1軸轉動到X_i軸所需旋轉的角度；關節偏置d_i表示X_i-1軸沿著Z_i-1軸移動到X_i軸的距離；連桿扭角α_i表示Z_i-1軸繞X_i軸轉動到Z_i軸所需旋轉的角度；連桿長度a_i表示Z_i-1軸沿著X_i軸轉動到Z_i軸所需旋轉的角度；

則機械臂末端的坐標系與連桿j-1坐標系的轉換矩陣^jT₆(j＝0～5)的理論表達式為：

其中，n_x、n_y、n_z、o_x、o_y、o_z、a_x、a_y、a_z、p_x、p_y、p_z分別表示^jT₆前三行中12個元素對應的數值。

3.根據權利要求1所述的多任務機械臂位姿檢測和誤差補償方法，其特征在于，步驟3)中，初始誤差補償量Δq＝[0,0,0,0,0,0]^T。

4.根據權利要求1所述的多任務機械臂位姿檢測和誤差補償方法，其特征在于，步驟5)中，雅克比矩陣J(q)的第m列由^mT₆決定，可表示為：

其中，n,o,a和p是^mT₆的四個列向量。