桌面机械臂标定方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种桌面机械臂标定方法，包括：控制所述旋转底座和所述小臂的关节角保持不变并分别控制所述大臂转动三个不同的第一预设角度；获取所述大臂转动各角度后所述机械臂末端的第一外界坐标，基于三个所述第一外界坐标确定所述大臂的实际臂长度。本发明专利技术实施例所提出的桌面机械臂标定方法，其先保持旋转底座和小臂的关节角不变，再控制大臂转动三个不同的第一预设角度，以使得机械臂末端随之转动至三个不同的位置处，同时通过坐标测量装置获取机械臂末端在三个不同位置处的外界坐标，譬如激光跟踪仪，而后通过三个外界坐标确定每两个位置之间的距离，再通过外接圆半径计算公式计算大臂的实际臂长。此外，本发明专利技术还公开一种桌面机械臂标定装置。

【技术实现步骤摘要】
桌面机械臂标定方法及装置
本专利技术涉及机器人
，具体涉及一种桌面机械臂标定方法及装置。
技术介绍
随着现有技术的迅速发展，机器人开始走进老百姓的生活中，机器人的使用领域较为广泛，以服务行业为例，机器人可以从事餐饮、维护保养、修理、运输、清洗、救援或监护等工作，能完成有益于人类健康的服务工作，给人们的生活带来了极大的便利。机械臂在运动的时候会涉及到运动学模型，运动学模型用于将电机运动转换到机械臂末端的位置和姿态，计算过程需要确定机械臂当前时刻电机角度与机械臂模型的角度映射关系，即确定零点位置，同时还需要结合机械臂的臂长参数等进行计算。在一个机械臂使用之前，往往会通过物理定位方式确定机械臂电机角度与机械臂模型零点对应，使用机械臂设计模型确定机械臂臂长参数。然而，物理定位机械臂零点以及机械臂模型都与实际机械臂模型存在一定的偏差，导致实际机械臂末端的位置与理论计算出来的位置存在偏差，降低了机械臂的末端精度。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提出一种桌面机械臂标定方法，旨在解决上述
技术介绍
中所提出的技术问题。为实现上述目的，本专利技术提出一种桌面机械臂标定方法，该桌面机械臂标定方法包括：控制所述旋转底座和所述小臂的关节角保持不变并分别控制所述大臂转动三个不同的第一预设角度；获取所述大臂转动各角度后所述机械臂末端的第一外界坐标，基于三个所述第一外界坐标确定所述大臂的实际臂长度。其中，在基于三个所述第一外界坐标确定所述大臂的实际臂长的步骤之后，所述桌面机械臂标定方法还包括：控制所述大臂和所述小臂的关节角保持不变并分别控制所述旋转底座转动三个不同的第二预设角度，获取所述旋转底座转动各角度后所述机械臂末端的第二外界坐标；在获取三个所述第二外界坐标后，保持所述小臂的关节角不变并控制所述大臂转动第三预设角度；在所述大臂转动第三预设角度后保持所述大臂和所述小臂的关节角不变，并分别控制所述旋转底座转动三个不同的第四预设角度；获取所述旋转底座转动各角度后所述机械臂末端的第三外界坐标，基于三个所述第二外界坐标和三个所述第三外界坐标确定所述大臂的第一投影长度差；根据所述第一投影长度差和所述大臂在转动前后的两个位置之间的距离，计算所述大臂的实际转动角度。其中，所述桌面机械臂标定方法还包括：控制所述旋转底座和所述大臂的关节角保持不变并分别控制所述小臂转动三个不同的第四预设角度；获取所述大臂转动各角度后所述机械臂末端的第四外界坐标，基于三个所述第四外界坐标确定所述小臂的实际臂长度。其中，在基于三个所述第四外界坐标确定所述小臂的实际臂长的步骤之后，所述桌面机械臂标定方法还包括：控制所述大臂和所述小臂的关节角保持不变并分别控制所述旋转底座转动三个不同的第五预设角度，获取所述旋转底座转动各角度后所述机械臂末端的第五外界坐标；在获取三个所述第五外界坐标后，保持所述大臂的关节角不变并控制所述小臂转动第六预设角度；在所述小臂转动第六预设角度后保持所述大臂和所述小臂的关节角不变，并分别控制所述旋转底座转动三个不同的第七预设角度；获取所述旋转底座转动各角度后所述机械臂末端的第六外界坐标，基于三个所述第五外界坐标和三个所述第六外界坐标确定所述小臂的第二投影长度差；根据所述第二投影长度差和所述小臂在转动前后的两个位置之间的距离，计算所述小臂的实际转动角度。其中，所述桌面机械臂标定方法还包括：控制所述大臂和所述小臂的关节角保持不变并分别控制所述旋转底座转动三个不同的第八预设角度；获取所述旋转底座转动各角度后所述机械臂末端的第七外界坐标，基于三个所述第七外界坐标和所述桌面机械臂的运动学模型确定所述机械臂末端的实际长度。本专利技术进一步提出一种桌面机械臂标定装置，该桌面机械臂标定装置包括：第一运动控制模块，用于控制所述旋转底座和所述小臂的关节角保持不变并分别控制所述大臂转动三个不同的第一预设角度；大臂实际长度确定模块，用于获取所述大臂转动各角度后所述机械臂末端的第一外界坐标，基于三个所述第一外界坐标确定所述大臂的实际臂长度。其中，所说桌面机械臂标定装置还包括：第二运动控制模块，用于控制所述大臂和所述小臂的关节角保持不变并分别控制所述旋转底座转动三个不同的第二预设角度，获取所述旋转底座转动各角度后所述机械臂末端的第二外界坐标；第三运动控制模块，用于在获取三个所述第二外界坐标后，保持所述小臂的关节角不变并控制所述大臂转动第三预设角度；第四运动控制模块，用于在所述大臂转动第三预设角度后保持所述大臂和所述小臂的关节角不变，并分别控制所述旋转底座转动三个不同的第四预设角度；第一投影长度差确定模块，用于获取所述旋转底座转动各角度后所述机械臂末端的第三外界坐标，基于三个所述第二外界坐标和三个所述第三外界坐标确定所述大臂的第一投影长度差；大臂零点偏移量确定模块，用于根据所述第一投影长度差和所述大臂在转动前后的两个位置之间的距离，计算所述大臂的实际转动角度，基于所述大臂的实际转动角度和理论转动角度确定所述大臂的零点偏移量。其中，所述桌面机械臂标定装置还包括：第五运动控制模块，用于控制所述旋转底座和所述大臂的关节角保持不变并分别控制所述小臂转动三个不同的第四预设角度；小臂实际长度确定模块，用于获取所述小臂转动各角度后所述机械臂末端的第四外界坐标，基于三个所述第四外界坐标确定所述小臂的实际臂长度。其中，所述桌面机械臂标定装置还包括：第六运动控制模块，用于控制所述大臂和所述小臂的关节角保持不变并分别控制所述旋转底座转动三个不同的第五预设角度，获取所述旋转底座转动各角度后所述机械臂末端的第五外界坐标；第七运动控制模块，用于在获取三个所述第五外界坐标后，保持所述大臂的关节角不变并控制所述小臂转动第六预设角度；第八运动控制模块，用于在所述小臂转动第六预设角度后保持所述大臂和所述小臂的关节角不变，并分别控制所述旋转底座转动三个不同的第七预设角度；第二投影长度差确定模块，用于获取所述旋转底座转动各角度后所述机械臂末端的第六外界坐标，基于三个所述第五外界坐标和三个所述第六外界坐标确定所述小臂的第二投影长度差；小臂零点偏移量确定模块，用于根据所述第二投影长度差和所述小臂在转动前后的两个位置之间的距离计算所述小臂的实际转动角度，基于所述小臂的实际转动角度和理论转动角度确定所述小臂的零点偏移量。其中，所述桌面机械臂标定装置还包括：第九运动控制模块，用于控制所述大臂和所述小臂的关节角保持不变并分别控制所述旋转底座转动三个不同的第八预设角度；机械臂末端实际长度确定模块，用于获取所述旋转底座转动各角度后所述机械臂末端的第七外界坐标，基于三个所述第七外界坐标和所述桌面机械臂的运动学模型确定所述机械臂末端的实际长度。与现有技术相比，本专利技术实施例的有益技术效果在于：本专利技术实施例所提出的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种桌面机械臂标定方法，所述桌面机械臂包括旋转底座、大臂、小臂和机械臂末端，其特征在于，所述桌面机械臂标定方法包括：/n控制所述旋转底座和所述小臂的关节角保持不变并分别控制所述大臂转动三个不同的第一预设角度；/n获取所述大臂转动各角度后所述机械臂末端的第一外界坐标，基于三个所述第一外界坐标确定所述大臂的实际臂长度。/n

【技术特征摘要】
1.一种桌面机械臂标定方法，所述桌面机械臂包括旋转底座、大臂、小臂和机械臂末端，其特征在于，所述桌面机械臂标定方法包括：
控制所述旋转底座和所述小臂的关节角保持不变并分别控制所述大臂转动三个不同的第一预设角度；
获取所述大臂转动各角度后所述机械臂末端的第一外界坐标，基于三个所述第一外界坐标确定所述大臂的实际臂长度。


2.根据权利要求1所述的桌面机械臂标定方法，其特征在于，在基于三个所述第一外界坐标确定所述大臂的实际臂长的步骤之后，所述桌面机械臂标定方法还包括：
控制所述大臂和所述小臂的关节角保持不变并分别控制所述旋转底座转动三个不同的第二预设角度，获取所述旋转底座转动各角度后所述机械臂末端的第二外界坐标；
在获取三个所述第二外界坐标后，保持所述小臂的关节角不变并控制所述大臂转动第三预设角度；
在所述大臂转动第三预设角度后保持所述大臂和所述小臂的关节角不变，并分别控制所述旋转底座转动三个不同的第四预设角度；
获取所述旋转底座转动各角度后所述机械臂末端的第三外界坐标，基于三个所述第二外界坐标和三个所述第三外界坐标确定所述大臂的第一投影长度差；
根据所述第一投影长度差和所述大臂在转动前后的两个位置之间的距离，计算所述大臂的实际转动角度，基于所述大臂的实际转动角度和理论转动角度确定所述大臂的零点偏移量。


3.根据权利要求1或2所述的桌面机械臂标定方法，其特征在于，还包括：
控制所述旋转底座和所述大臂的关节角保持不变并分别控制所述小臂转动三个不同的第四预设角度；
获取所述小臂转动各角度后所述机械臂末端的第四外界坐标，基于三个所述第四外界坐标确定所述小臂的实际臂长度。


4.根据权利要求3所述的桌面机械臂标定方法，其特征在于，在基于三个所述第四外界坐标确定所述小臂的实际臂长的步骤之后，所述桌面机械臂标定方法还包括：
控制所述大臂和所述小臂的关节角保持不变并分别控制所述旋转底座转动三个不同的第五预设角度，获取所述旋转底座转动各角度后所述机械臂末端的第五外界坐标；
在获取三个所述第五外界坐标后，保持所述大臂的关节角不变并控制所述小臂转动第六预设角度；
在所述小臂转动第六预设角度后保持所述大臂和所述小臂的关节角不变，并分别控制所述旋转底座转动三个不同的第七预设角度；
获取所述旋转底座转动各角度后所述机械臂末端的第六外界坐标，基于三个所述第五外界坐标和三个所述第六外界坐标确定所述小臂的第二投影长度差；
根据所述第二投影长度差和所述小臂在转动前后的两个位置之间的距离计算所述小臂的实际转动角度，基于所述小臂的实际转动角度和理论转动角度确定所述小臂的零点偏移量。


5.根据权利要求4所述的桌面机械臂标定方法，其特征在于，还包括：
控制所述大臂和所述小臂的关节角保持不变并分别控制所述旋转底座转动三个不同的第八预设角度；
获取所述旋转底座转动各角度后所述机械臂末端的第七外界坐标，基于三个所述第七外界坐标和所述桌面机械臂的运动学模型确定所述机械臂末端的实际长度。


6.一种桌面机械臂标定装置，其特征在于，包括：
第一运动控...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘培超，陈俊同，刘主福，解俊杰，郝计军，
申请(专利权)人：深圳市越疆科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44