1.高精度可移动机器人的定位误差补偿方法,其特征在于,机器人底座上连接有定位误差测量装置,定位误差测量装置中设置有一个测量坐标系{M},测量坐标系{M}与机器人基坐标系{B}方向平行,相对位置固定,在x、y、z三个方向的位置差分别为Δx、Δy、Δz;补偿方法包括以下步骤:
(1)机器人第一次测得的x、y、z方向的位移误差和绕旋转x、y、z的角度误差分别为x0、y0、z0、 θ0、ψ0,本次测得的x、y、z方向的位移误差和绕旋转x、y、z的角度误差分别为xi、yi、zi、 θi、ψi:
新的基坐标系{B’}中到旧的基坐标系{B}的变换:式中 为{B’}到新的测量坐标系{M’}的齐次变换矩阵, 为{M’}到旧的测量坐标系{M}的齐次变换矩阵, 为{M}到{B}的齐次变换矩阵;
其中:
(2)机器人末端坐标系在新的基坐标中的位姿转换:式中, 为工业机器人在旧的基坐标中的位姿;
(3)对于式(3),如果是关节坐标位姿,可以用以下变换关系函数予以转换:式中qi为各个关节变量,i为机器人关节顺序号;
(4)如果是工件坐标系和工具坐标系中位姿数据,可按以下给出的计算方法对工件坐标系或工具坐标系予以补偿,工件坐标系或工具坐标系被修正后,机器人修正位姿数据;
式中, 为{B’}到新测量坐标系{M’}的齐次变换矩阵, 为{M’}到旧测量坐标系{M}的齐次变换矩阵, 为{M}到{B}的齐次变换矩阵; 分别为机器人坐标系{B}到工件坐标系{P}和工具坐标系{T}的变换关系;
(5)前一次定位误差和本次定位误差值分别代入公式(2)中,得到齐次变换矩阵 再进一步按公式(1)进行计算,即可得出当前基坐标系{B’}到原始基坐标系{B}的齐次变换矩阵
(6)根据程序中的位姿数据类型,分别将 代入公式(3)(4)(5)中更新位姿数据,定位误差测量装置包括分别位于测量坐标系{M}的x、y、z坐标轴上交汇于原点的X杆、Y杆、Z杆,X杆、Y杆、Z杆上分别设置有X测距传感器(9)、Y测距传感器(3)、Z测距传感器(5),Z测距传感器(5)、Y测距传感器(3)、X测距传感器(9)分别用于测量测量坐标系原点到底部测量参考面(6)、左侧测量参考面(2)、后侧测量参考面(10)的距离,其中,底部测量参考面(6)、左侧测量参考面(2)、后侧测量参考面(10)分别代表世界坐标系{W}的xy平面、xz面和zy平面;
X杆、Y杆的下方分别连接有用于测量坐标系{M}的x、y坐标轴的水平倾斜角度的X轴水平倾角传感器(7)和Y轴水平倾角传感器(4);X杆上还连接有用于测量坐标系{M}中zx坐标平面与铅垂面在垂直于x轴的平面内的夹角的坐标轴垂直倾角传感器(8);Y杆上连接有通过测量坐标系{M}相对于地磁场在水平面上的角度位移的磁场方向传感器(1)。
2.根据权利要求1所述的高精度可移动机器人的定位误差补偿方法,其特征在于,坐标轴垂直倾角传感器(8)包括连接轴(11)和可绕连接轴(11)旋转的平衡块(13)以及角度传感器(12),角度传感器(12)包括活动端和固定端,活动端与平衡块(13)连接,固定端与连接轴(11)连接,连接轴(11)与X杆连接,并且连接轴(11)与X杆轴线相互重合。