工业机器人运动学逆向建模.pdf

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1、第11期机械设计与制造2014年11MachineryDesign&Manufacture123工业机器人运动学逆向建模张永贵，刘晨荣，刘鹏(兰州理工大学机电工程学院，甘肃兰州730050)摘要：针对S-i机器人在缺乏运动学参数的情况下，进行机器人运动学逆向建模的研究，给出了机器人机座坐标系位置及杆件参数的识别方法，建立了机器人的运动学方程。并分析了计算的末端位姿与示教器显示末端位姿存在的偏差，指出从机器人示教器上读出的关节转角数据存在舍入误差，采用遗传算法分别以位置误差和位姿误差为目标函数进行了辨识。辨识结果表明，以位姿误差为目标函数来辨识关节转角误差的辨识结果是准确的。试验结果表

2、明，提出的机器人运动学逆向建模方法是有效的。关键词：机器人；运动学逆向建模：参数识别中图分类号：TH16；TP24文献标识码：A文章编号：1001—3997(2014)11-0123—03InverseModelingoftheIndustrialRobotKinematicsZHANGYong—gui，LIUChen—rong，LIUPeng(CollegeofMechanicalandElectricalEngineeringofLanzhouUniversityofTechnology，GansuLanzhou730050，China)Abstract：Underthecond

3、itionoflackingkinematicsparameterofindustrialrobot，theresearchaboutinversemodelingoftherobotisconducted，themethodofidentifyingthepositionofrobot"sengineandparametersofmemberbarsisgivenandthekingmaticsequationisestablished．Alsothedeviationbetweenthecalculatedend-poseandthedisplayedend—poseonthed

4、emonstratorisanalyzed．Itispointedoutthatthereisround-ofen_0rinjointangledatawhichdisplayedontherobotdemonstrator，SOpositionerrorandposeerrorwhicharetakenaSobjectivefunctionrespectivelyareidentifedaccordingtogeneticalgorithm．TheidentifyingresultshowsthattheresultisaccuratewhenposeeFroristakenaso

5、bjectivefunctiontoidentifythejointangle．Theexperimentresultshowsthattheinversemodelingmethodofindustrialrobotkinematicsisefective．KeyWords：Robot；KinematicsReverseModeling；ParametersIdentification1引言2机器人运动学模型工业机器人是一种仿人操作、能在三维空间完成各种作业采用DH法建立机器人的运动学方程。定义机器人不同位的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔姿时，坐标系Yi+l

6、与坐标系∑的变换矩阵为：性生产[】1。在工业现场工作的机器人中不乏有些工业机器人工作A¨=Rot(，O／．)Trans【，ai)Rot(0，01JTrans(z，d，)Rot(1，)(1)的时间比较长，精度损耗较大，已经无法满足工业的要求，需要对定义末端坐标系与坐标系6的变换矩阵为：其重新进行运动学标定。或者由于各种原因造成的机器人技术资料丢失，在不知其各项参数的情况需要使用机器人时，首先需要A=Rot(y，)Rot(x，oz)Trans(x，a)Rot(z，O)Trans(z，d)(2)对其重新进行运动学标定。机器人运动学是机器人动力学分析、式中：卜机器人关节轴；广机器人各关节轴转

7、角；Oi、d、旷一机器人零位时的DH参数值。运动控制和应用的基础，因此运动学模型的建立是极其重要的。这样，6R机器人末端操作器在机座坐标系中的位姿变换矩研究表明，机械臂定位精度误差中的95％1~t所建运动学模型的不阵可表示为：0=0A1243A4564(3)准确引起的口。在研究机器人运动学时，国内外学者普遍采用DH2参数法或修正的M—_H参数法来进行建模13-8]。noaxP讨论了在工业机器人各项名义参数未知时，根据示教器建“o77Py(4)立运动学模型的