[发明专利]机械臂的参数测量与辨识方法及装置、终端、存储介质

权利要求书

1.一种机械臂的参数辨识方法，所述机械臂的参数辨识方法包括：

步骤1：定义M-DH参数，并根据该M-DH参数写出关节坐标系之间的齐次变换矩阵；

步骤2：获取各个理论关节角度值，代入机器人运动学正解模型求解得到理论末端位置和误差表达式；

步骤3：建立世界坐标系，进行参数测量得到实际末端位置，并求解该理论末端位置与实际末端位置之间的误差值；

步骤4：测量多组关节点的末端位置，建立线性方程组并利用最小二乘算法求解出M-DH参数的误差值；

步骤5：修正M-DH参数，利用修正的M-DH参数代入机器人运动学正解模型，得到修正后的末端位置；

步骤6：比较修正后的末端位置与实际末端位置的误差；

步骤7：判断误差是否收敛，若判断结果为是，则结束流程，否则，进入步骤:8；

步骤8：继续测量优化模型并返回步骤2。

2.根据权利要求1所述的机械臂的参数辨识方法，其特征在于，所述齐次变换矩阵为：

其中，θ_n为关节n的关节角，a_n为连杆n的连杆长度，α_n为连杆n的扭角，d_n为连杆n的轴线的法线距离，β_n为连杆n的扭角参数，c为cos，s为sin。

3.根据权利要求1所述的机械臂的参数辨识方法，其特征在于，所述线性方程组为：

其中，^LY为机器人末端位置误差。

4.一种机械臂的参数辨识装置，其特征在于，所述机械臂的参数辨识装置包括：

齐次变换矩阵计算模块，用于定义M-DH参数，并根据该M-DH参数写出关节坐标系之间的齐次变换矩阵；

理论末端位置获取模块，用于获取各个理论关节角度值，代入机器人运动学正解模型求解得到理论末端位置和误差表达式；

误差值计算模块，用于建立世界坐标系，测量实际末端位置，并求解该理论末端位置与实际末端位置之间的误差值；

M-DH参数的误差值计算模块，用于测量多组关节点的末端位置，建立线性方程组并利用最小二乘算法求解出M-DH参数的误差值；

参数修正模块，用于修正M-DH参数，利用修正的M-DH参数代入机器人运动学正解模型，得到修正后的末端位置；

误差比较模块，用于比较修正后的末端位置与实际末端位置的误差；

收敛判断模块，用于判断误差是否收敛；

模型优化模块，用于继续测量优化模型。

5.一种应用于权利要求1的机械臂的参数测量方法，其特征在于，所述机械臂的参数测量方法包括：

建立末端工具坐标系；

获取世界坐标系与该末端工具坐标系之间的关系；

根据该关系计算得到实际末端位置。

6.根据权利要求5所述的机械臂的参数测量方法，其特征在于，所述世界坐标系的获取方法包括：

将机械臂放置在水平工作平台上，调节机械臂的控制面板，将机械臂回到零位；

利用该控制面板使机械臂旋转第一关节，并用激光跟踪仪测量多组第一旋转点的位置；

通过测量的多组第一旋转点拟合出旋转轴线，得到第一关节的轴线；

调节机械臂的控制面板，将机械臂回到零位；

利用该控制面板使机械臂旋转第二关节，并用激光跟踪仪测量多组第二旋转点的位置；

通过测量的多组第二旋转点拟合出旋转轴线，得到第二关节的轴线；

获取该第一关节的轴线与该第二关节的轴线的交点坐标；

根据该交点坐标计算出世界坐标系的原点坐标；

根据该原点坐标得到世界坐标系。

7.根据权利要求5所述的机械臂的参数测量方法，其特征在于，所述建立末端工具坐标系的方法包括：

将激光跟踪仪的靶球置于机械臂末端，并测量末端平面上的多组点，从而拟合出末端平面；

利用该控制面板使机械臂旋转第六关节，得到第六关节的轴线；

根据该第六关节的轴线建立末端工具坐标系。