轴线测量法提升6自由度串联机器人精度：参数辨识与标定

本文主要探讨了6自由度串联机器人的D-H模型参数辨识与标定技术，这对提高机器人末端的绝对精度至关重要。首先，作者提出了一种创新的方法，即通过轴线测量法来识别机器人D-H参数模型。轴线测量法是一种实践性强且直观的测量方法，它利用实际测量数据代替传统的理论建模，减少了对机器人内部结构复杂性的依赖，提高了参数估计的准确性。 在D-H参数识别的基础上，作者将这些参数转化为了最小完整连续运动学（CMMK）模型参数。最小完整连续运动学模型是机械工程中的一个重要概念，它能够确保机器人运动的连续性和完整性，有助于克服D-H模型中存在的奇异性和冗余问题。通过非线性优化技术，解决了模型在参数化过程中可能出现的非线性优化难题，使得参数估计更加稳定和精确。 接着，优化后的CMMK模型参数被进一步转化为工业标准的D-H模型参数，这一步对于实际应用中的设计和控制至关重要。通过补偿过程，能够确保得到的参数模型具有更高的精度，从而显著提升机器人的定位精度。未经标定时，MOTOMAN-MH80机器人的位置误差约为2mm，而经过标定后，这一精度得到了显著提升，下降至0.7mm，提升了大约70%。 相比于传统的运动学回路法，本文的方法具有更高的通用性，因为它不依赖于复杂的理论建模，而是直接从实际测量数据出发。同时，最小完整连续运动学模型的使用使得标定过程更为稳健，避免了由于模型复杂性导致的优化困难。 总结来说，本文提供了一种实用且高效的6自由度串联机器人D-H模型参数辨识与标定方法，通过实际测量和优化策略，显著提高了机器人定位精度，对提高机器人在精密制造、自动化等领域中的应用性能具有重要意义。