基于共形几何代数的串联机器人误差建模方法

作者：张睿,张海峰,柴馨雪. 日期：2022-05-19/span> 浏览：1374 查看PDF文档

摘要:针对机器人绝对定位精度相对较低,无法满足高端制造领域的精度要求等问题,提出了一种基于共形几何代数(CGA)的串联机器人误差建模方法。首先,在CGA的框架下,通过计算相邻关节点的CGA运动算子及其共轭形式,得到了机器人末端坐标系的坐标轴投影及原点坐标表示,建立了串联机器人运动学模型;然后,通过微分运算建立了误差模型,并运用LevenbergMarquardt算法辨识出了其几何参数误差;最后,根据辨识出的误差参数计算了末端误差,并将其补偿到串联机器人的末端位姿中完成了运动学标定实验,并通过该方法对JAKA Zu3六自由度串联机器人进行了误差建模与运动学标定实验。理论分析及研究结果表明:经运动学标定实验后,JAKA Zu3串联机器人的平均位置误差由2.9331mm下降到0.6152mm,平均姿态误差由0.0297rad下降到0.0057rad,标定效果明显,该结果验证了该方法的正确性,证明其可以作为一种误差建模和运动学标定的有效途径。

关键词:串联机器人;运动学标定;共形几何代数;误差建模



本文引用格式:

张睿,张海峰,柴馨雪.基于共形几何代数的串联机器人误差建模方法［J］.机电工程,2022,39(3):281-290.

ZHANG Rui, ZHANG Hai-feng, CHAI Xin-xue. Error modelling method of series robots based on conformal geometric algebra［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2022,39(3):281-290.