新型机器人自标定装置与算法：提升标定精度与可靠性

"该文提出了一种新型机器人自标定装置，由安装在机器人末端的球心位置测量装置和可移动球杆组成，解决了传统基于几何约束的自标定装置只能测量局部工作空间的问题。通过球面约束和距离约束，该装置能在更大范围内对机器人进行标定，提高了标定的可靠性。同时，文中介绍了基于向量差和距离差的两种自标定模型及算法，并通过局部指数积公式和位置伴随变换矩阵简化了计算过程。仿真实验验证了这两种算法的快速收敛性、有效性和鲁棒性，适用于6自由度串联机器人的自标定。" 本文是关于机器人技术中的一个重要领域——自动标定，特别是针对工业机器人的标定问题。传统的机器人自标定方法往往依赖于几何约束，这限制了它们在机器人工作空间的全面标定能力。作者谷乐丰等人提出了一种创新的自标定装置，它包括一个安装在机器人末端的球心位置测量装置和一个可移动的球杆组件。这种设计使得标定过程不再局限于机器人的局部区域，而是扩展到了更大的工作空间，从而提高了标定的准确性和可靠性。 文章详细阐述了两种基于不同约束条件的自标定模型。第一种模型利用了可移动球杆的单球布置，通过向量差来建立标定模型；第二种模型则基于双球布置，采用距离差进行建模。这两种模型的共同特点是都考虑了球面约束和距离约束，这有助于更精确地确定机器人的运动学参数。 为了简化计算过程，作者采用了局部指数积公式，并引入了位置伴随变换矩阵。这样的数学工具使得模型的求解更为高效，减少了对运动学方程线性化的计算需求，从而降低了计算复杂度。 最后，通过6自由度串联机器人的仿真试验，验证了所提出的两种自标定算法的实际性能。实验结果显示，这两种算法都能实现快速收敛，证明了它们的有效性和在不同条件下的稳定性。这表明，这些方法对于提升工业机器人的自标定质量和效率具有实际意义，有助于推动机器人技术的发展和应用。 这篇论文不仅提出了一种新的机器人自标定装置，还贡献了两种优化的自标定算法，它们在机器人标定领域具有重要的理论价值和实践意义。这些研究成果可以为机器人制造、维护和控制提供更精准的技术支持，特别是在需要高精度运动控制的自动化生产环境中。