刘　辉,李　斌,张国伟,梁志达,常　健

(1.中国科学院沈阳自动化研究所 机器人学国家重点实验室，沈阳　110016；2.中国科学院大学，北京　100049)



机械臂D-H参数和减速比几何标定及误差补偿

刘辉1,2,李斌1,张国伟1,梁志达1,常健1

(1.中国科学院沈阳自动化研究所 机器人学国家重点实验室，沈阳110016；2.中国科学院大学，北京100049)

针对机械臂D-H参数和关节电机减速比不精确导致机械臂绝对定位精度降低的问题，提出了在利用几何分析标定机械臂D-H参数的基础上，通过分析关节实际旋转角度和相应电机编码器码值的线性关系，标定关节电机减速比的方法;针对关节角误差微分补偿法计算量大的缺点，通过推导机械臂末端位姿矩阵误差和关节角误差之间的微分关系建立误差模型，求解关节补偿角，避免了雅各比矩阵的求取，提高了计算效率;最后采用三维激光跟踪仪搭建测量系统，完成了一种6自由度机械臂的标定及补偿实验;实验结果表明，通过参数标定及误差补偿，机械臂的绝对定位误差均值从标定前的2.83 mm和1.14°降低到0.54 mm和0.24°，验证了方法的有效性。

机械臂；运动学参数；减速比；标定；误差补偿

0　引言

近年来，移动机械臂的研究逐渐受到重视，因其兼有机械臂的操作灵活性和移动机器人的可移动性，应用领域和前景非常广泛，如反恐排爆、废墟救援等。相较一般工业机械臂重复定位的定位方式，移动机械臂的定位方式为绝对定位，依赖于精确的运动学模型[1]。

传统上将主要的制造、装配误差归结为机械臂各关节的连杆参数误差和运动变量误差，即D-H参数误差，并进行标定[2-4]，从而获得精确的运动学模型，标定方法主要有以下两类。……