[發明專利]一種用于繩索懸掛式機器人定位補償方法

有效

• 申請號: 202010514317.2
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111609850B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 何衛平;侯正航
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00;G01B21/04
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

1.一種用于繩索懸掛式機器人定位補償方法，其特征在于包括以下步驟:

步驟1.確定繩索坐標系；將機器人在繩索上的運動軌跡擬合為一條曲線，獲得機器人相對繩索懸掛點的坐標，從而獲得機器人在世界坐標系下的坐標；

a.在同一水平面上選擇兩懸掛點懸掛繩索，兩懸掛點中點為原點，兩懸掛點連線為x軸，豎直方向為y軸，z軸根據右手坐標系定義，確定繩索局部坐標系；

b.在懸掛好繩索后，測量兩懸掛點之間的距離和繩索最低點到兩懸掛點連線的垂直距離，并計算出符合繩索形狀的懸鏈線方程參數和繩索原長；

c.將機器人懸掛在繩索中點處，測量出此時繩索最低點到兩懸掛點連線的垂直距離，并計算出繩索伸長后的長度，根據繩索伸長后的長度繩索原長計算出機器人重量與繩索彈性系數的比值G/k，其中，G為機器人重量，k為繩索彈性系數；

步驟2.x軸方向上的補償算法和y軸方向上的補償算法；

(1)x軸方向上的補償算法將水平懸掛的繩索的形狀視為一條懸鏈線，利用懸鏈線上的點距懸鏈線最低點的弧長和懸鏈線上點的x坐標之間的關系將機器人在繩索上走過的路程修正為機器人當前的x坐標；

(2)y軸方向上的補償算法將懸掛在繩索上機器人的運動軌跡看作是長軸可變的橢圓方程；機器人在繩索上不同位置處時，機器人的受力狀態不同，故繩索的伸長量不同；首先通過一個迭代過程得到機器人真實的受力狀態，然后依據之前求得的G/k的數值求解出繩索被拉長后的長度，根據該長度和機器人當前x坐標求解出機器人y坐標；

得到機器人在繩索坐標系中的坐標后，根據繩索坐標系和世界坐標系的相對位置關系，將機器人在繩索坐標系中的坐標轉換為世界坐標系中的坐標，即可實現繩索懸掛式機器人的定位。