一种基于姿态传感器的机器人关节角度测量方法技术

技术编号:15909577 阅读:49 留言:0更新日期:2017-08-01 21:58
本发明专利技术提供了一种基于姿态传感器的机器人关节角度测量方法,机器人关节由第一连杆和第二连杆活动连接组成,在第一连杆上固定安装第一姿态传感器,在第二连杆上固定安装第二姿态传感器;第一姿态传感器和第二姿态传感器分别返回第一欧拉角和第二欧拉角,根据第一欧拉角和第二欧拉角测算机器人关节角度。本发明专利技术的有益效果:(1)制造成本低;(2)安装简单,对安装精度、安装位置没有特殊要求;(3)可以集成到电路板上,体积、重量可以忽略不计;(4)不受粉尘、油渍以及地磁场等外界因素干扰;(5)无需动力学正解计算,可以直接得到机器人某个连杆的姿态。

Robot joint angle measurement method based on attitude sensor

The invention provides a method for measuring robot joint angle attitude sensor method based on robot joint by the first connecting rod and a second connecting rod connected, first attitude sensor is fixed on the first connecting rod, second attitude sensor fixed on the second connecting rods; the first attitude sensor and second attitude sensor were returned to the first and second Euler Euler angle first, according to the Euler angle and second Euler angle measuring robot joint angle. The invention has the advantages of low manufacturing cost (1); (2) simple installation, installation accuracy, no special requirements on the installation position; (3) can be integrated into the circuit board, the volume and weight can be neglected; (4) is not affected by dust, grease and other external factors and the magnetic interference (; 5) without the dynamics calculation of positive solutions can be obtained directly from a robot link attitude.

【技术实现步骤摘要】
一种基于姿态传感器的机器人关节角度测量方法
本专利技术涉及一种角度测量方法,特别涉及一种基于姿态传感器的机器人关节角度测量方法,属于机器人

技术介绍
近年来,机器人技术不论在工业还是在民用领域的应用都有飞速的发展,而机器人各个关节角是机器人控制的基础。因此,具有高度通用性的机器人关节角的测量方法显得十分必要。现有的机器人关节角通常使用安装在关节上的角度传感器直接测量,其中主要包括霍尔磁性角度传感器,光学编码盘等。这些角度传感器虽然精度高,但是价格昂贵,对安装方式有极高的要求,所占空间较大,且易受环境因素干扰。
技术实现思路
本专利技术要解决现有技术中测量机器人关节角度存在的以下几个技术问题:(1)传感器制造成本高的问题;(2)安装困难的问题;(3)体积大,重量大的问题;(4)易受环境因素干扰。为了实现上述目的,本专利技术提供了一种基于姿态传感器的机器人关节角度测量方法,机器人关节包括相连的第一连杆和第二连杆,在第一连杆和/或第二连杆上安装姿态传感器,由姿态传感器返回的欧拉角或四元数测算机器人关节角度;欧拉角包括俯仰角、横滚角及航向角。优选地,第一连杆和第二连杆活动连接,在第一连本文档来自技高网...
一种基于姿态传感器的机器人关节角度测量方法

【技术保护点】
一种机器人关节角度测量方法,其特征在于,所述机器人关节包括相连的第一连杆和第二连杆,在所述第一连杆和/或所述第二连杆上安装姿态传感器,由所述姿态传感器返回的欧拉角或四元数测算所述机器人关节角度;所述欧拉角包括俯仰角、横滚角及航向角。

【技术特征摘要】
1.一种机器人关节角度测量方法,其特征在于,所述机器人关节包括相连的第一连杆和第二连杆,在所述第一连杆和/或所述第二连杆上安装姿态传感器,由所述姿态传感器返回的欧拉角或四元数测算所述机器人关节角度;所述欧拉角包括俯仰角、横滚角及航向角。2.根据权利要求1所述的一种机器人关节角度测量方法,其特征在于,所述第一连杆和所述第二连杆活动连接,在所述第一连杆上固定安装第一姿态传感器,在所述第二连杆上固定安装第二姿态传感器;所述第一姿态传感器和所述第二姿态传感器分别返回第一欧拉角和第二欧拉角,根据所述第一欧拉角和所述第二欧拉角测算所述机器人关节角度。3.根据权利要求2所述的一种机器人关节角度测量方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤一、定义惯性坐标系,定义固连于所述第一姿态传感器的第一坐标系,定义固连于所述第二姿态传感器的第二坐标系;步骤二、将所述机器人关节复位至第一位置,所述第一姿态传感器返回第一欧拉角,所述第二姿态传感器返回第二欧拉角;步骤三、根据所述第一欧拉角计算第一旋转矩阵,根据所述第二欧拉角计算第二旋转矩阵;再根据所述第一旋转矩阵和所述第二旋转矩阵计算所述第一连杆与所述第二连杆的第一位置相对旋转矩阵;步骤四、将所述机器人关节调节至第二位置,所述第一姿态传感器返回第三欧拉角,所述第二姿态传感器返回第四欧拉角;步骤五、根据所述第三欧拉角计算第三旋转矩阵,根据所述第四欧拉角计算第四旋转矩阵;再根据所述第三旋转矩阵和所述第四旋转矩阵计算所述第一连杆与所述第二连杆的第二位置相对旋转矩阵;步骤六、根据所述第一位置相对旋转矩阵和所述第二位置相对旋转矩阵计算旋转矩阵变化量,再根据所述旋转矩阵变化量计算所述机器人关节角度。4.根据权利要求3所述的一种机器人关节角度测量方法,其特征在于,所述第一欧拉角包括第一横滚角、第一俯仰角、第一航向角,所述第二欧拉角包括第二横滚角、第二俯仰角、第二航向角,所述第三欧拉角包括第三横滚角、第三俯仰角、第三航向角,所述第四欧拉角包括第四横滚角、第四俯仰角、第四航向角。5.根据权利要求3所述的一种机器人关节角度测量方法,其特征在于,所述第一欧拉角是所述第一姿态传感器与所述惯性坐标系之间的夹角,所述第二欧拉角是所述第二姿态传感器与所述惯性坐标系之间的夹角。6.根据权利要求3所述的一种机器人关节角度测量方法,其特征在于,所述惯性坐标系是固定于地球的大地坐标系。7.根据权利要求4所述的一种机器人关节角度测量方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤一、定义坐标系:定义所述惯性坐标系为xyz,定义所述第一坐标系为x’y’z’,所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:曹俊亮
申请(专利权)人:上海岭先机器人科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:上海,31

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