[发明专利]一种Stewart型并联机器人运动学标定方法

权利要求书

1.一种Stewart型并联机器人运动学标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

建立Stewart型并联机器人坐标系；

确定待辨识的机器人参数，建立标定系统模型；

对标定系统模型求解，得到辨识的机器人参数，实现机器人运动学标定；

待建模的Stewart型并联机器人的机构形式如下：机器人由上平台( 3) 、下平台( 1)和六根伸缩连杆( 2) 组成，下平台( 1) 为固定平台，上平台( 3) 为运动平台；上平台(3) 和下平台( 1) 以六根连杆( 2) 相连构成Stewart型并联机构，每根连杆( 2) 两端分别与上平台( 3) 和下平台( 1) 相连形成一个分支，共计六个同构分支；每分支连杆( 2)通过虎克铰链( 4) 与下平台( 1) 相连，通过球铰链( 5) 与上平台( 3) 相连；连杆( 2)设有直线位移传感器，可测量连杆( 2) 长度变化；连杆( 2) 与下平台( 1) 连接点为虎克铰链( 4) 中心点，共计6个，以序号A₁～A₆顺序标记，两两相邻，相邻两点为一组，即A₁和A₂、A₃和A₄、A₅和A₆共三组，三组在半径为R_A的圆周上逆时针均匀分布；连杆( 2) 与上平台( 3)的连接点为球铰链( 5) 中心点，共计6个，以序号B₁～B₆顺序标记，也按逆时针顺序在半径为R_B的圆周上分布；

坐标系建立的约束条件为:

其中，和为B₁点和B₂点的x坐标，和为B₁点和B₂点的y坐标，分别为B₁、B₂、B₃点的纵坐标，R_B表示连接点B_i分布圆周半径名义值，表示分布圆圆心分别至B₁、B₂点矢量夹角的半角名义值；和为A₁点的x坐标和A₂点的x坐标，和为A₁点和A₂点的y坐标，分别为A₁、A₂、A₃点的纵坐标，R_A表示连接点A_i分布圆周半径名义值，表示分布圆圆心分别至A₁、A₂点矢量夹角的半角名义值；

其特征在于，所述建立Stewart型并联机器人坐标系包括以下步骤：

下平台(1)的固定坐标系O_A-X_AY_AZ_A按如下方法建立：取下平台的6个分支连接点中的三个点A₁、A₂、A₃，令O_AX_AY_A平面与三点所构成的平面重合，Z_A轴垂直该平面，方向向上；然后取X_A轴过三点中任意两点间线段的中点；坐标原点的位置使A₁点与原点的距离等于A_i分布圆周半径名义值R_A；

上平台(3)的动坐标系O_B-X_BY_BZ_B按如下方法建立：取上平台的6个分支连接点中的三个点B₁、B₂、B₃，令O_BX_BY_B平面与三点所构成的平面重合，Z_B轴垂直该平面，方向向上；然后取X_B轴过三点中任意两点间线段的中点；坐标原点的位置使B₁点与原点的距离等于B_i分布圆周半径名义值R_B；i表示上平台铰链或下平台铰链的序号；

所述确定待辨识的机器人参数如下：

并联机器人运动学参数包括：下 平台(1)铰链i中心点位置(X_Ai,Y_Ai,Z_Ai)，i＝1～6；上平台(3)铰链i中心点位置(X_Bi,Y_Bi,Z_Bi)，i＝1～6；分支上、下铰链点间的线段在连杆(2)驱动轴线上投影的初始长度l_pio，i＝1～6；

所述建立标定系统模型：将并联机器人运动学模型与测量过程模型合并构成标定系统模型；

所述并联机器人运动学模型包括：

连杆长度表达式、连杆长度与驱动关节变量值间关系的表达式、连杆初始长度表达式、坐标系建立的约束条件。