[发明专利]一种机械臂误差分析方法

权利要求书

1.一种机械臂误差分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：利用指数积方法建立机械臂的运动学模型；

步骤2：根据运动学模型建立机械臂末端位置误差模型；

步骤3：分析机械臂末端位置误差模型的各关节误差和初始位姿误差对机械臂末端位置精度的敏感性，得到各关节误差敏感性比值和初始位姿误差敏感性比值；

步骤4：分析机械臂末端位置误差模型的关节各项误差随各关节角变化时对机械臂末端位置精度的影响规律；

步骤5：根据得到的敏感性比值和影响规律，指导机械臂的精度分配；

所述分析机械臂末端位置误差模型的各关节误差和初始位姿误差对机械臂末端位置精度的敏感性，得到各关节误差敏感性比值和初始位姿误差敏感性比值，包括以下步骤：

4-1：当所有关节的关节角向量θ、关节的运动旋量ξ和初始位姿同时存在误差时,将存在误差的实际的运动学参数代入机械臂末端位置误差模型，随机产生K组关节角向量θ＝(θ₁,θ₂,…,θ_i,…,θ_n)^T形成K个位姿；计算出机械臂末端位置误差{ΔP_总¹,…,ΔP_总^X,…ΔP_总^K}，得到机械臂末端位置总误差的平均值和最大值

4-2：当只有第i个关节的关节角向量θ_i和关节运动旋量ξ_i存在误差，其余关节和初始位姿均不存在误差时，将存在误差的实际的运动学参数代入机械臂末端位置误差模型，随机产生K组关节角向量θ＝(θ₁,θ₂,…,θ_i,…,θ_n)^T形成K个位姿，计算出机械臂末端位置误差{ΔP_i¹,…,ΔP_i^X,…ΔP_i^K}，得到机械臂末端位置误差的平均值和最大值

|ΔP_i|_最大＝max(|ΔP_i¹|，…，|ΔP_i^X|，…，|ΔP_i^K|)，n个关节，共得到n个平均值：

|ΔP₁|_平均，…，|ΔP_i|_平均,…,|ΔP_n|_平均与最大值：|ΔP₁|_最大,…,|ΔP_i|_最大,…,|ΔP_n|_最大；

4-3：当只有初始位姿存在误差，所有关节角和关节运动旋量均不存在误差时，将存在误差后实际的运动学参数代入机械臂末端位置误差模型，随机产生K组关节角向量θ＝(θ₁,θ₂,…,θ_i,…,θ_n)^T形成K个位姿，计算出机械臂末端位置误差{ΔP_st¹,…,ΔP_st^X,…ΔP_st^K}，得到机械臂末端位置误差的平均值和最大值

4-4：计算各关节误差和初始位姿敏感性比值：|ΔP_i|_平均/|ΔP_总|_平均、|ΔP_i|_最大/|ΔP_总|_最大、|ΔP_st|_平均/|ΔP_总|_平均、|ΔP_st|_最大/|ΔP_总|_最大；其中，i＝1,…,n。