[发明专利]机器人定位精度的设计方法、装置、存储介质和处理器

说明书

本申请提供了一种机器人定位精度的设计方法、装置、存储介质和处理器。该设计方法包括：获取待设计的机器人的连杆对应的D‑H参数；确定机器人在预定点的位姿误差与D‑H参数之间的关系，其中，预定点为机器人的运动空间内的点，位姿误差包括位置误差和/或姿态误差；根据位姿误差与D‑H参数之间的关系，计算运动空间内位姿误差在预定区间内的置信率；判断置信率是否符合预定条件；若符合预定条件，则结束设计，若未符合预定条件，则调整机器人连杆的加工精度和/或机器人的控制精度，直到符合预定条件为止。该设计方法可以避免将全部的误差源都取极限值，保证了机器人的定位精度比较合适，进而保证该机器人的加工成本较低。

技术领域

本申请涉及工业机器人研究领域，具体而言，涉及一种机器人定位精度的设计方法、装置、存储介质和处理器。

背景技术

在机器人应用中，绝大多数的应用都是把工装夹具连接到机器人末端进行工作的，因此，机器人的末端定位精度对于机器人的集成应用是至关重要的。

在机器人设计中，按照工况要求确定机器人负载以及构型后，根据机器人末端的目标精度要求设计各个关节、杆件的加工装配精度等级精度是机器人本体结构设计中的一项关键内容。机器人末端的定位精度的实现依赖于一个从机器人的基座到机器人的末端的一个精度链，其中任何一个环节精度不足都将影响精度链的整体精度。

从机器人运动学的角度看来，影响机器人末端定位精度的各种因素归根结底是因为D-H参数的名义值与实际值之间产生了偏差。目前，机器人误差模型的建立方法主要有摄动法、位姿误差建模矩阵法和矢量法。这三种方法都是对误差传递关系进行推导，在误差极限的条件下得到目标位姿的最大误差，其实质为采用极限方法分析误差区间。

然而，采用摄动法、位姿误差建模矩阵法和矢量法进行的误差分析法给出机器人在整个工作空间内的末端定位精度的全局性指标相当困难。因为，根据测量原理，机器人实际结构的参数误差以及运动控制误差都是以一定的概率分布规律出现的，全部误差源都取极限值的概率是非常低的，把极限误差作为设计指标意味着在绝大多数情况下机器人的末端定位精度都会有较大的剩余，这会提高加工成本，造成一定的资源浪费。

在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解，因此，背景技术中可能包含某些信息，这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种机器人定位精度的设计方法、装置、存储介质和处理器，以解决现有技术中的机器人的定位精度具有较大的剩余，导致机器人加工的成本较高的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种机器人定位精度的设计方法，该方法包括：获取待设计的机器人的连杆对应的D-H参数，上述D-H参数包括α_j、a_j、d_j和θ_j，其中，α_j表示第j个连杆的扭角，a_j表示第j个连杆的长度，d_j表示第j个连杆相对于第j-1个连杆的位置偏差，θ_j表示第j个连杆相对于第j-1个连杆的旋转角度；确定上述机器人在预定点的位姿误差与上述D-H参数之间的关系，其中，上述预定点为上述机器人的运动空间内的点，上述位姿误差包括位置误差和/或姿态误差；根据上述位姿误差与上述D-H参数之间的关系，计算上述运动空间内上述位姿误差在预定区间内的置信率；判断上述置信率是否符合预定条件；若符合上述预定条件，则结束设计，若未符合上述预定条件，则调整上述机器人连杆的加工精度和/或上述机器人的控制精度，直到符合上述预定条件为止。

进一步地，确定上述机器人在预定点的位姿误差与上述D-H参数之间的关系的过程包括：获取D-H参数与上述机器人末端在上述预定点的位置误差ΔP_k的关系式，其中，ΔP_k为上述机器人末端在基坐标系的上述预定点的位置误差，x、y和z为上述基坐标系内的三个相互垂直的坐标轴。