[发明专利]一种工业机器人的运动学标定系统及方法

权利要求书

1.一种工业机器人的运动学标定系统，其特征是：包括放置在工作区域内的测量目标、机器人(6)和设于机器人(6)上的末端执行器(5)，以及计算机(9)；所述的末端执行器(5)包括三个位于机器人(6)执行端的能独立伸缩的探测球杆，每个探测球杆设有检测球心伸缩位移的位移传感器；所述的计算机(9)设有读取机器人(6)关节角数据的第一接收模块、读取三个位移传感器检测数据的第二接收模块、根据第一接收模块数据和第二接收模块数据来计算测量目标的名义坐标位置的第一计算模块，以及通过机器人(6)两次以不同位姿接触测量目标使第一计算模块得出两次名义坐标位置之间的名义距离、并根据名义距离与实际距离的误差来计算机器人(6)补偿数据的第二计算模块。

2.根据权利要求1所述的运动学标定系统，其特征是：所述的测量目标为一个位置固定的目标球体(4)，第二计算模块中的两次实际距离设为0；所述的第一计算模块根据机器人(6)两次以不同位姿接触同一个目标球体(4)，得到两次名义坐标位置之间的名义距离，所述的第二计算模块根据名义距离与实际距离的误差计算补偿数据。

3.根据权利要求1所述的运动学标定系统，其特征是：所述的测量目标为两个距离固定的目标球体(4)，第二计算模块中的实际距离为两个目标球体(4)的实际球心距；所述的第一计算模块根据机器人(6)两次分别接触一个目标球体(4)，得到两个目标球体(4)之间的名义距离；所述的第二计算模块根据名义距离与实际距离的误差来计算补偿数据。

4.根据权利要求1所述的运动学标定系统，其特征是：所述的探测球杆包括固定在机器人(6)执行端的套筒(51)、设置在所述套筒(51)内的伸缩轴(52)、以及固定在伸缩轴(52)端部并与测量目标接触的执行球(53)；所述的位移传感器设于所述的套筒(51)内，并检测伸缩轴(52)的伸缩位移。

5.根据权利要求3所述的运动学标定系统，其特征是：所述的第一计算模块设定执行球(53)的球心在法兰坐标系下的初始位置为[a,b,c],当接执行球(53)接触测量目标时的伸缩距离为l，则执行球(53)的球心位置在机器人(6)法兰坐标系下的表示为p＝[a,b,c-l]；三个执行球(53)的球心位置为p₁＝[a₁,b₁,c₁-l₁],p₂＝[a₂,b₂,c₂-l₂],p₃＝[a₃,b₃,c₃-l₃],则测量目标的球心位置p_g＝[x,y,z]，根据执行球(53)的半径r、测量目标的球半径R，计算测量目标两个球心位置分别为(x₁,y₁,z₁)和(x₂,y₂,z₂)。