[發明專利]一種基于磁場發射器的機械臂運動標定方法

有效

• 申請號: 202011471304.8
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112605995B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 王炳強;谷鵬;孫之建
• 申請（專利權）人: 山東威高醫療科技有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 威海科星專利事務所 37202
• 代理人: 于濤

1.一種基于磁場發射器的機械臂運動標定方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1、將磁場發射器與電磁導航系統相連接，將磁片固定于機械臂末端并且保持固定不動；

步驟2、在機械臂基座、機械臂末端、磁片和磁場發射器上分別建立坐標系，分別為機械臂基座坐標系，記做Base；機械臂末端坐標系，記做End；磁片坐標系，記做magnet；磁場發射器坐標系，記做NDI；

步驟3、由機械臂帶動磁片共同運動，通過電磁導航系統獲取磁片的運動數據，通過機械臂獲取機械臂末端的運動數據，當機械臂移動一次時，即從第一位置移動到第二位置時，分別記錄機械臂末端坐標值和磁片坐標值；

步驟4、構建機械臂的運動標定方程：當機械臂移動一次時，即從第一位置移動到第二位置時，機械臂移動前后，機械臂基座坐標系和磁場發射器坐標系之間的相對位置不改變，磁片坐標系和機械臂末端坐標系之間的相對位置不改變，有以下公式成立：

其中均表示機械臂末端坐標系到機械臂基座坐標系的轉換關系；

均表示磁場發射器坐標系到磁片坐標系的轉換關系；

均表示磁片坐標系到機械臂末端坐標系的轉換關系，它們在機械臂移動過程中是不變的；

公式(1)經過轉換得到：

令

即A*X＝X*B；其中A和B是已知的，X是需要求解的參數；

步驟5、通過使機械臂移動多個位置，記錄機械臂末端坐標值，并記錄每個位置對應的磁片坐標值，應用最小二乘法得到所求參數X的最佳值；即可得到磁片坐標系和機械臂末端坐標系間的轉換關系，完成機械臂的運動標定。