[发明专利]一种3RPS并联机器人几何参数辨识方法

权利要求书

1.一种3RPS并联机器人几何参数辨识方法，3RPS并联机器人已完成初始位形零点的标定工作，且在3RPS并联机器人位于初始位形时静平台与动平台具有相同的姿态，其特征在于，包括下列步骤：

步骤(1)：构建与静平台相固联的工作参考系B-xyz及与动平台相固联的局部参考系P-x'y'z'，简化待辨识几何误差源；

步骤(2)：调整双轴倾角仪在双轴倾角仪安装定位板上的安装位置，以下均以定位板代称双轴倾角仪安装定位板，以及定位板在动平台上的安装位置，构建以双轴倾角仪为测量仪器的标定坐标系O-uvw，使得3RPS并联机器人位于初始位形时，工作参考系B-xyz与标定坐标系O-uvw具有相同的姿态信息；

步骤(3)：规划测量位形，并在各规划位形下，以双轴倾角仪检测动平台绕x、y轴的实际转角信息，进而依据动平台的位姿误差子集信息，即动平台绕x、y轴的误差构建误差泛函，获得规划测量位形下的参数辨识方程组；

步骤(4)：结合双轴倾角仪测量特点，将约束方程组划分为两类，以千分表为工具检测标定坐标系O-uvw与工作参考系B-xyz之间的姿态误差，构建与步骤(3)中的参数辨识方程组相容的约束方程组；

步骤(5)：结合前述步骤(3)和步骤(4)，构建完备辨识方程组，以MATLAB为工具解算待辨识参数值。

2.根据权利要求1所述的一种3RPS并联机器人几何参数辨识方法，其特征在于，所述的步骤(1)中包含如下内容：

首先，构建固联于静平台的空间直角坐标系B-xyz作为3RPS并联机器人工作参考系：定义z轴沿重力反方向且通过由静平台三个转动铰链B1，B2，B3所确定的△B1B2B3的几何形心；B-xy平面垂直于z轴，且包含转铰中心点B1；原点B位于z轴与B-xy平面的交点处；x轴方向沿B指向转铰中心B1的方向；y轴方向依据右手定则予以确定；

其次，构建固联于动平台的参考系P-x'y'z'：定义原点P位于动平台3个球铰中心P1，P2，P3所确定的△P1P2P3的几何形心P处；x'轴方向由P指向球铰中心P1；且z'轴垂直于三个球铰中心所确定的平面P1P2P3且沿背离动平台的方向；y'轴由右手定则予以确定；

最终，简化3RPS并联机器人的几何误差源：

3RPS并联机器人几何误差源△ε＝[△b1 △b2 △b3 △p1 △p2 △p3 △η △q]T；其中△ε包括工作参考系B-xyz下各转铰B1、B2、B3的位置误差△b1＝[△b1x △b1y △b1z]T、△b2＝[△b2x △b2y △b2z]T、△b3＝[△b3x △b3y △b3z]T；动平台参考系P-x'y'z'下各球铰P1、P2、P3的位置误差△p1＝[△p1x' △p1y' △p1z']T、△p2＝[△p2x' △p2y' △p2z']T、△p3＝[△p3x'△p3y' △p3z']T；驱动杆Q1与转铰B1许动轴线间的垂直度误差△η1、驱动杆Q2与转铰B2许动轴线间的垂直度误差△η2、驱动杆Q3与转铰B3许动轴线间的垂直度误差△η3，记△η＝[△η1 △η2 △η3]T；以及与驱动杆Q1，Q2，Q3相对应的定位误差△q1、△q2、△q3，记△q＝[△q1 △q2 △q3]T，共计24项误差元素；通过坐标系B-xyz和P-x'y'z'的设置，则有在B-xyz坐标系下几何误差元素△b1y＝△b1z＝0；在P-x'y'z'坐标系下有几何误差元素△p1y'＝△p1z'＝△p2z'＝△p3z'＝0，因此待辨识误差元素的数目为18。