[发明专利]一种空间机械臂几何参数标定方法

摘要

一种空间机械臂几何参数标定方法，属于机械臂几何参数标定技术领域。解决了如何提供一种空间机械臂几何参数标定方法，以降低大型柔性空间机械臂几何参数标定的复杂性，提高大型柔性空间机械臂几何参数的标定精度的问题。该标定方法在关节装配阶段进行关节端面坐标系的精确测量设定，并通过三个与关节的运动部件固连的靶座对关节端面坐标系进行固连跟踪，在机械臂整臂组装完成之后需要进行机械臂几何参数标定时，根据关节上的三个靶座对各个关节端面的坐标系进行恢复重建，从而实现空间机械臂的几何参数标定，该标定方法可以在地面重力卸载系统约束下，简单、快速、高精度完成机械臂的标定，为空间在轨标定提供数据依据。

主权项

1.一种空间机械臂几何参数标定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、在机械臂的每个关节的运动部件的侧面加工三个靶座端面，三个靶座端面的中心位于三角形的三个顶点上，且在空间某个方位同时可见，每个靶座端面上固定有一个靶座，三个靶座依次按顺序编号，完成后，得到多个固定有靶座的关节；步骤二、分别建立每个固定有靶座的关节的关节端面坐标系，每个固定有靶座的关节的关节端面坐标系的建立过程为：将激光双频干涉仪和固定有靶座的关节放置在测试平台上，且保持激光双频干涉仪和固定有靶座的关节的空间位置关系固定不变，将测量靶球放置在固定有靶座的关节的任意一个靶座上，然后让关节通电自由转动，用激光双频干涉仪测量在运动过程中测量靶球的空间位置，用激光双频干涉仪处理软件拟合测试靶球运动的圆心和圆周平面，设定该圆心为关节端面坐标系的原点，设定该圆周平面为关节端面坐标系的xy平面，用激光双频干涉仪测量关节臂杆基座的轴线，设定关节臂杆基座的轴线在圆周平面的投影并与关节臂杆基座伸出方向一致的方向为关节端面坐标系的x方向；步骤三、分别测定每个固定有靶座的关节的关节端面坐标系与该固定有靶座的关节的三个靶座的位置关系，每个固定有靶座的关节的关节端面坐标系与该固定有靶座的关节的三个靶座的位置关系的测定过程为：保持步骤二建立关节端面坐标系时，激光双频干涉仪与固定有靶座的关节的位置关系不变，将测量靶球分别按靶座编号顺序依次放置在固定有靶座的关节的三个靶座上，以关节端面坐标系为工作坐标系，按顺序记录三个靶座的空间位置数据，得到关节端面坐标系与三个靶座的空间位置固连关系；步骤四、装配机械臂各关节，装配完成后，通过指令将机械臂各关节的关节旋转角度归零位，保持机械臂的空间位置在整个测量过程中不变，用激光双频干涉仪按靶座编号顺序分别测量各固定有靶座的关节处的三个靶座的空间位置点，根据步骤三得到的关节端面坐标系与三个靶座的空间位置固连关系，恢复各个固定有靶座的关节的关节端面坐标系；步骤五、通过数据处理软件，根据恢复的各个固定有靶座的关节的关节端面坐标系测量机械臂的几何参数，完成空间机械臂几何参数的标定。