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
• 来源期刊: 机电工程
• 学科: 工学
• 关键词: 串联机器人 运动学标定 共形几何代数 误差建模
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 所属期刊栏目: 机械学|Mechanics
• 页码范围: 281-290
• 页数: 10页
• 分类号: TH112|TP24
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-4551.2022.03.001

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2.9331 mm下降到0.6152 mm,平均姿态误差由0.0297 rad下降到0.0057 rad,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.