[发明专利]工业机器人动态六维参数测量方法

摘要

本发明公开了一种工业机器人动态六维参数测量方法，包括激光跟踪仪，计算机，六维测量仪，设于机器人上的示教器，六维测量仪包括六维靶球和处理器，六维靶球包括激光靶球、三向光纤陀螺仪和三轴加速度计，激光靶球、三向光纤陀螺仪和三轴加速度计均与处理器电连接，计算机分别与激光跟踪仪、示教器和处理器电连接。本发明具有运算量更小，支持更好的动态测量测量精度高的特点。

主权项

1.一种工业机器人动态六维参数测量方法，其特征是，包括激光跟踪仪，计算机，六维测量仪，设于机器人上的示教器，六维测量仪包括六维靶球和处理器，六维靶球包括激光靶球、三向光纤陀螺仪和三轴加速度计，激光靶球、三向光纤陀螺仪和三轴加速度计均与处理器电连接，计算机分别与激光跟踪仪、示教器和处理器电连接；包括如下步骤：(1‑1)确定测量前的六维靶球基准姿态，获得机器人姿态和六维靶球的测量姿态转换矩阵T1；使机器人保持静止状态，记录三向光纤陀螺仪的基准位姿，在测量坐标系下，此时机器人姿态坐标为(0，0，0)，同时记录示教器上的机器人的初始姿态(a(0)，b(0)，c(0))；设定姿态角为(a，b，c)，那么实时动态姿态角表示为(a(t)，b(t)，c(t))，按Rzyx的旋转顺序将姿态角(a，b，c)转换为旋转矩阵T其中，c表示cos，s表示sin；将机器人基座坐标系下的姿态数据转换为旋转矩阵T1：(1‑2)获得测量坐标系的位置转换矩阵T2；示教器控制机器人运动4个点，激光跟踪仪测得4点测量值分别为((mxi，myi，mzi))，i＝1，2，3，4，写成矩阵形式示教器读得4点测量值分别为((rxi，ryi，rzi))，i＝1，2，3，4，写成矩阵形式利用公式T′＝B*A^‑1计算测量坐标系和机座坐标系之间的转换矩阵T′，其中，A^‑1为矩阵A的逆；(1‑3)计算机获得激光跟踪仪输出的实时位置信号(x(t)，y(t)，z(t))，三向光纤陀螺仪输出的实时转速信号(vx(t)，vy(t)，vz(t))，三轴加速度计输出的加速度信号(ax(t)，ay(t)，az(t))；(1‑4)计算机将位置信号(x(t)，y(t)，z(t))从测量坐标系转换到机器人基座坐标系下的位置数据Pr(t)；(1‑5)计算机将陀螺仪的3个转速信号积分到角度信号，三个角度值即为测量坐标系下的姿态数据，将姿态数据从测量坐标系转换到机器人基座坐标系下的姿态数据；(1‑6)对位置数据和姿态数据按时间戳进行合并，获得高精度、动态六维数据。