[發(fā)明專利]一種重載機(jī)器人標(biāo)定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010695790.5
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號(hào): CN111775153B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳思魯;萬紅宇;劉藝莎;張馳;楊桂林
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所
• 主分類號(hào): B25J9/16
• 分類號(hào): B25J9/16
• 代理公司: 南京利豐知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

1.一種重載機(jī)器人標(biāo)定方法，其特征在于，所述方法包括：

S100，在幾何補(bǔ)償過程中，指定一個(gè)機(jī)器人名義末端位置作為目標(biāo)位置，根據(jù)修正運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)得到在幾何誤差補(bǔ)償過程中機(jī)器人平動(dòng)關(guān)節(jié)位移其中，為名義的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)向量，為運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)偏差向量；

S200，對(duì)于非幾何誤差，先用梁變形模型補(bǔ)償在外載荷作用下的變形誤差，得到梁變形模型補(bǔ)償中的關(guān)節(jié)位移是其中，∈為通過梁變形模型計(jì)算出的變形誤差；

S300，再用高斯過程回歸模型來進(jìn)一步補(bǔ)償殘差，得到高斯過程回歸模型中的關(guān)節(jié)位移其中，e為通過高斯過程回歸模型計(jì)算出的殘差；

S400，最后計(jì)算得到總的平動(dòng)關(guān)節(jié)位移

其中，所述S100具體包括：

S101，建立重載機(jī)器人的三維模型，在該模型中，定義運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)向量其中，θ₁表示立柱OA與垂直方向的偏離角度，θ₂表示AB與水平方向的偏離角度，θ₃表示BP與垂直方向的偏離角度，h＝|OA|表示立柱的高度，a₀，b₀表示x軸和z軸的平動(dòng)關(guān)節(jié)零點(diǎn)位置的偏移，a，b被定義為x，z軸移動(dòng)關(guān)節(jié)的位移；

S102，在名義運(yùn)動(dòng)學(xué)模型中，計(jì)算得到機(jī)器人名義末端位置

其中，是位移向量η和到名義末端位置的映射，η＝(a，b)，

S103，根據(jù)得到

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重載機(jī)器人標(biāo)定方法，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)偏差向量使用非線性最小二乘法來辨識(shí)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重載機(jī)器人標(biāo)定方法，其特征在于，所述S200包括：

S201，重載機(jī)器人的重力造成的變形誤差會(huì)耦合到幾何誤差中并在幾何誤差補(bǔ)償過程大部分被補(bǔ)償，為避免二次補(bǔ)償，建立了在外載荷作用下的可解析的梁變形模型，根據(jù)不同載荷和力矩作用下的撓度和轉(zhuǎn)角，得到機(jī)器人的末端位置P的變形誤差∈；

S202，由所述變形誤差∈，得到梁變形模型補(bǔ)償中的關(guān)節(jié)位移是

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的重載機(jī)器人標(biāo)定方法，其特征在于，所述S201包括：

S2011，計(jì)算得到在外負(fù)載引起的集中力F的作用下，機(jī)器人的撓度和轉(zhuǎn)角分別為：

其中F＝mg；

S2012，計(jì)算得到在力矩M₁的作用下，機(jī)器人的撓度和轉(zhuǎn)角分別為：

其中M₁＝F(l-a)；

S2013，計(jì)算得到在力矩M₂的作用下，機(jī)器人的撓度和轉(zhuǎn)角分別為：

其中M₂＝Fa；

S2014，由上述步驟S2011～2013計(jì)算出的撓度和轉(zhuǎn)角，計(jì)算得到機(jī)器人的末端位置P的變形誤差∈為：

Δx＝ω_A-ω_C-b·sinθ；

Δz＝ω_B-b·(1-cosθ)，其中θ＝θ_A+θ_B-θ_C。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重載機(jī)器人標(biāo)定方法，其特征在于，所述S300包括：

S301，給定數(shù)據(jù)集D＝{(x_i，e_i)|i＝1，2…，n＝(X，e)}，其中x_i＝(a_i，b_i，m_i)是輸入向量，a_i，b_i是機(jī)械手沿x和z軸的平動(dòng)關(guān)節(jié)的移動(dòng)距離，m_i是負(fù)載的質(zhì)量；

S302，設(shè)噪聲δ～(0，σ²)，殘差數(shù)據(jù)e服從高斯過程的先驗(yàn)分布：e～N(0，K(X，X)+σ²I)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重載機(jī)器人標(biāo)定方法，其特征在于，S100中，運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)偏差向量為

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重載機(jī)器人標(biāo)定方法，其特征在于，S100中，重載機(jī)器人的誤差模型是：其中，為末端執(zhí)行器修正后的位置，P_a是末端執(zhí)行器實(shí)際的位置。