[發(fā)明專利]一種基于最小二乘法的機械臂DH參數(shù)辨識方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110096361.0
• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號: CN112894814B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張佳麗;駱敏舟;任彤;張華東
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇集萃智能制造技術(shù)研究所有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 南京禹為知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32272
• 代理人: 王曉東

1.一種基于最小二乘法的機械臂DH參數(shù)辨識方法，其特征在于：包括，

根據(jù)機械臂自身的構(gòu)型和結(jié)構(gòu)參數(shù)確定機械臂初始DH參數(shù)，并根據(jù)微分運動原理構(gòu)建機械臂誤差模型；

所述機械臂誤差模型包括，

其中，d_x、d_y、d_z為微分平移且d_x、d_y、d_z分別為機械手坐標(biāo)沿x、y、z軸的微分平移，δ_x、δ_y、δ_z分別為繞x、y、z軸的微分旋轉(zhuǎn)，d_θ、d_a、d_d、d_α分別表示θ、a、d、α關(guān)節(jié)的微分運動，T為系數(shù)矩陣；

所述系數(shù)矩陣T包括，

其中，M_a、M_θ、M_d、M_α、R_θ、R_α為對應(yīng)的雅各比矩陣；

基于所述機械臂初始DH參數(shù)，按照100mm的距離均布直徑為40mm的圓孔，且尺寸為400mm*800mm的標(biāo)定板對所述機械臂進行二十次自標(biāo)定，機械臂通過不同的姿態(tài)分別達到所選的固定點，該步驟重復(fù)20次，并記錄這20組固定點所對應(yīng)的機械臂各關(guān)節(jié)的編碼器值；

所述自標(biāo)定包括，

在所述標(biāo)定板上選擇一個固定點，而后通過激光測距儀對所述固定點進行測量，獲得所述固定點絕對位置；

將20組固定點所對應(yīng)的機械臂各關(guān)節(jié)的編碼器值依次進行代入到機械臂的運動學(xué)模型中進行運動學(xué)正解，進而獲得在機械臂初始DH參數(shù)下各固定點對應(yīng)的末端位置值；

將所述機械臂初始DH參數(shù)下20組固定點對應(yīng)的末端位置值減去所述固定點絕對位置，進而獲得所述微分平移d_x、d_y、d_z；

結(jié)合編碼器值并通過最小二乘法將機械臂誤差模型參數(shù)化；

根據(jù)機械臂誤差模型參數(shù)和機械臂初始DH參數(shù)獲得20組固定點對應(yīng)的末端位置值，并計算末端位置與固定點絕對位置之間的差值；

對比所述差值與設(shè)定的閾值|0.05|mm辨識所述機械臂誤差模型參數(shù)包括：若所述差值大于所述閾值，則所述機械臂誤差模型參數(shù)為無效參數(shù)，需要重新進行所述自標(biāo)定；若所述差值小于所述閾值，則所述機械臂誤差模型參數(shù)為有效參數(shù)。

2.如權(quán)利要求1所述的基于最小二乘法的機械臂DH參數(shù)辨識方法，其特征在于：所述根據(jù)機械臂誤差模型參數(shù)和所述機械臂初始DH參數(shù)獲得20組固定點對應(yīng)的末端位置值包括，

將所述機械臂誤差模型參數(shù)與所述機械臂初始DH參數(shù)進行相加，進而獲得所述20組固定點對應(yīng)的的末端位置值。

3.如權(quán)利要求1或2所述的基于最小二乘法的機械臂DH參數(shù)辨識方法，其特征在于：所述機械臂誤差模型參數(shù)化包括，

將所述20組固定點所對應(yīng)的機械臂各關(guān)節(jié)的編碼器值代入到所述機械臂誤差模型中，并將所述系數(shù)矩陣T進行奇異值分解；

利用最小二乘法求得一組所述機械臂誤差模型參數(shù)。