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专利号: 2019100615437
申请人: 南京工程学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-10-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于激光跟踪仪的三自由度靶标的精度补偿方法,其特征在于:包括以下步骤:S01建立三自由度靶标装置的运动学模型;

S02靶球由零位运动至目标位置,求得所述靶球由零位运动至目标位置的旋转矩阵R;

S03在工业机器人的TCP坐标系下,根据所述运动学模型计算靶球在所述目标位置时的坐标PTCP;

在测量坐标系下,利用激光跟踪仪得到靶球在所述目标位置时的坐标Pm;

S04将由工业机器人的TCP坐标系中的点P至原点O的向量POTCP转化为在激光跟踪仪的测量坐标系下的向量POm,根据所述向量POm与坐标向量Pm的加和得到工业机器人的TCP坐标系原点O在激光跟踪仪的测量坐标系下的坐标Om,根据所述Om对激光跟踪仪的测量数据进行补偿;

三自由度靶标装置包括X轴电机、Y轴电机、Z轴电机和靶球,所述X轴电机、Y轴电机和Z轴电机的电机轴分别设置于X、Y、Z三个轴上,X轴电机、Y轴电机、Z轴电机分别带动所述靶球在三个平面上运动,所述三个平面分别垂直于X轴、Y轴和Z轴。

2.根据权利要求1所述的用于激光跟踪仪的三自由度靶标的精度补偿方法,其特征在于:靶标装置零位为X轴电机、Y轴电机、Z轴电机的电机角度均为0时靶标装置的位姿。

3.根据权利要求1所述的用于激光跟踪仪的三自由度靶标的精度补偿方法,其特征在于:所述运动学模型的建立如下:(1)将X轴电机、Y轴电机、Z轴电机回至零位,所述零位是电机角度为0°。旋转Z轴电机,利用激光跟踪仪测量靶球的轨迹圆,计算得到Z轴电机的轴线矢量LZ;

(2)将Z轴电机回至零位,旋转X轴电机,利用激光跟踪仪测量靶球的轨迹圆,计算得到X轴电机的轴线矢量LX;

(3)将X轴电机回至零位,旋转Y轴电机,利用激光跟踪仪测量靶球的轨迹圆,计算得到Y轴电机的轴线矢量LY;

(4)以工业机器人TCP坐标系作为该装置的基坐标系;

(5)根据轴线矢量LX、LY、LZ,计算得到三自由度靶标装置的DH参数,从而建立三自由度靶标装置的运动学模型。

4.根据权利要求1所述的用于激光跟踪仪的三自由度靶标的精度补偿方法,其特征在于:将所述向量POTCP转化为所述向量POm的计算方法为:POm=POTCP·R·RB;

式中RB为激光跟踪仪测量坐标系位姿到工业机器人的TCP坐标系位姿的旋转矩阵。

5.根据权利要求1所述的用于激光跟踪仪的三自由度靶标的精度补偿方法,其特征在于:所述Om的计算方法为:Om=Pm+POm。

6.根据权利要求1所述的用于激光跟踪仪的三自由度靶标的精度补偿方法,其特征在于:所述靶标装置设置于工业机器人的末端法兰盘上。