高文斌 黃 琪 余曉流

1.安徽工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，馬鞍山，2430322.特種重載機(jī)器人安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，馬鞍山，243032

0 引言

模塊化機(jī)器人由關(guān)節(jié)模塊和連桿模塊等組成，能夠通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的接口實(shí)現(xiàn)機(jī)械和電氣連接，面向任務(wù)組裝成不同構(gòu)型、自由度的機(jī)器人以滿足不同工作需求。生產(chǎn)過(guò)程中的制造公差、裝配誤差、重構(gòu)產(chǎn)生的裝配誤差和使用過(guò)程中產(chǎn)生的磨損等，導(dǎo)致模塊化機(jī)器人重構(gòu)后實(shí)際運(yùn)動(dòng)學(xué)模型偏離理論模型，不利于離線編程應(yīng)用和高精度軌跡控制。目前，針對(duì)模塊化機(jī)器人重構(gòu)后位姿誤差補(bǔ)償?shù)难芯恐饕袃煞N思路。

第一種思路是將重構(gòu)后的模塊化機(jī)器人作為普通串聯(lián)機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)標(biāo)定[1-6]。這種方法可以有效補(bǔ)償重構(gòu)后機(jī)器人的位姿誤差，但每次重構(gòu)后會(huì)引入裝配誤差，需要專業(yè)的技術(shù)人員根據(jù)重構(gòu)后機(jī)器人的具體構(gòu)型設(shè)計(jì)標(biāo)定試驗(yàn)，再次進(jìn)行標(biāo)定，操作繁復(fù)。

第二種思路是針對(duì)模塊化機(jī)器人的組成模塊進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定，通過(guò)對(duì)由模塊或子裝配體構(gòu)成的多個(gè)機(jī)器人進(jìn)行聯(lián)合標(biāo)定[7-8]，實(shí)現(xiàn)組成模塊的參數(shù)辨識(shí)，并根據(jù)標(biāo)定值對(duì)重構(gòu)后的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型進(jìn)行修正。這種方法可以補(bǔ)償由經(jīng)過(guò)標(biāo)定的模塊或子裝配體組成的機(jī)器人的位姿誤差，但工作量大，操作繁瑣，在引入新的模塊或模塊發(fā)生磨損后，需對(duì)所有模塊或子裝配體進(jìn)行重新標(biāo)定。文獻(xiàn)[9]設(shè)計(jì)了一種模塊接口，通過(guò)測(cè)距傳感器測(cè)量模塊接口，利用傳感器測(cè)量值與接口間的幾何關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了模塊間裝配誤差的測(cè)量解耦，但僅在平面內(nèi)考慮裝配誤差，不能實(shí)現(xiàn)位姿誤差的補(bǔ)償，并且未對(duì)模塊參數(shù)標(biāo)定展開詳細(xì)研究。

本文分析模塊化機(jī)器人的幾何誤差來(lái)源，將其劃分成模塊參數(shù)誤差和模塊間裝配參數(shù)誤差，并基于外部測(cè)量給出一種模塊化機(jī)器人組成模塊參數(shù)和模塊間裝配參數(shù)的辨識(shí)方法。

1 誤差分析

影響機(jī)器人位姿精度的誤差來(lái)源可分為幾何誤差和非幾何誤差。幾何誤差主要來(lái)自生產(chǎn)環(huán)節(jié)的加工、裝配誤差。非幾何誤差主要來(lái)自關(guān)節(jié)和連桿的柔性、齒輪側(cè)隙及溫度造成的熱變形等。幾何誤差占據(jù)了機(jī)器人定位誤差來(lái)源的90%左右[10]。對(duì)于模塊化機(jī)器人，其定位誤差主要來(lái)自生產(chǎn)過(guò)程和重構(gòu)過(guò)程產(chǎn)生的幾何誤差[8]。

1.1 關(guān)節(jié)模塊誤差分析

在關(guān)節(jié)模塊的輸入端、輸出端機(jī)械零位以及輸出端電子零位分別定義輸入坐標(biāo)系(下標(biāo)JI)、輸出坐標(biāo)系(下標(biāo)JO)和電子零位坐標(biāo)系(下標(biāo)JD)，如圖1所示。以輸出坐標(biāo)系相對(duì)輸入坐標(biāo)系的位姿矩陣TJ表示理論關(guān)節(jié)位姿，電子零位坐標(biāo)系相對(duì)輸出坐標(biāo)系的位姿矩陣TD表示理論關(guān)節(jié)零位位姿。理論上，關(guān)節(jié)電子零位與機(jī)械零位重合，TD為單位矩陣。關(guān)節(jié)理論運(yùn)動(dòng)學(xué)模型根據(jù)指數(shù)積公式[11]可表示為

圖1 關(guān)節(jié)坐標(biāo)系定義

(1)

ω=[ω1ω2ω3]Tν=-ω×r

關(guān)節(jié)模塊幾何誤差可以分為以下四類。

(1)關(guān)節(jié)位姿誤差。關(guān)節(jié)零件的制造公差使關(guān)節(jié)尺寸、形狀偏離理論值，導(dǎo)致實(shí)際關(guān)節(jié)輸入坐標(biāo)系(下標(biāo)JIA)和關(guān)節(jié)輸出坐標(biāo)系(下標(biāo)JOA)偏離理論位置，如圖2a所示。實(shí)際關(guān)節(jié)位姿用TJA表示。

(2)關(guān)節(jié)旋量誤差。制造公差和關(guān)節(jié)零件的裝配使得關(guān)節(jié)軸線偏移導(dǎo)致關(guān)節(jié)旋量誤差，如圖2b所示。實(shí)際關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)旋量坐標(biāo)用ξa表示。

(a) 關(guān)節(jié)位姿誤差 (b) 關(guān)節(jié)旋量誤差

(3)關(guān)節(jié)零位誤差。關(guān)節(jié)零位誤差由電子零位觸發(fā)位置不準(zhǔn)確導(dǎo)致，使電子零位坐標(biāo)系相對(duì)輸出坐標(biāo)系繞z軸偏轉(zhuǎn)誤差角Δθ′，如圖3所示。實(shí)際關(guān)節(jié)零位位姿用TDA表示，并且TDA=Rot(z，Δθ′)。

圖3 關(guān)節(jié)零位誤差

(4)關(guān)節(jié)角誤差。關(guān)節(jié)角誤差主要由關(guān)節(jié)傳動(dòng)鏈存在的誤差引起[12]，實(shí)際關(guān)節(jié)角可表示為

θa=kaη

(2)

式中，ka為實(shí)際關(guān)節(jié)角(rad)與關(guān)節(jié)內(nèi)部編碼器的脈沖數(shù)之比(簡(jiǎn)稱計(jì)數(shù)比)，與關(guān)節(jié)減速器的減速比、編碼器線數(shù)有關(guān)；η為關(guān)節(jié)內(nèi)部編碼器的脈沖數(shù)。

實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)對(duì)計(jì)數(shù)比ka進(jìn)行標(biāo)定。

因而，關(guān)節(jié)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)學(xué)模型可表示為

(3)

1.2 連桿模塊誤差分析

連桿坐標(biāo)系定義與關(guān)節(jié)坐標(biāo)系定義類似，如圖4所示。連桿位姿用齊次變換矩陣TL表示。

(a) 平行連桿 (b) L型連桿

制造公差的存在，導(dǎo)致連桿模塊輸入坐標(biāo)系(下標(biāo)LI)、輸出坐標(biāo)系(下標(biāo)LO)從其理論位置偏離至實(shí)際位置(下標(biāo)LIA，LOA)，如圖 5所示。連桿實(shí)際位姿用齊次變換矩陣TLA表示。

圖5 實(shí)際連桿位姿

1.3 模塊間誤差分析

以由一個(gè)關(guān)節(jié)模塊和一個(gè)連桿模塊組成的子裝配體為例，裝配后，理論上連桿輸入坐標(biāo)系與關(guān)節(jié)輸出坐標(biāo)系重合，如圖6所示。在兩模塊不存在誤差的情況下，子裝配體的理論運(yùn)動(dòng)學(xué)模型fn為

圖6 模塊間理論裝配位姿

(4)

實(shí)際應(yīng)用中，模塊連接處主要存在以下三種誤差。

(1)周向定位誤差Δθ″。由相鄰模塊安裝時(shí)接口處無(wú)周向定位導(dǎo)致，使連桿輸入坐標(biāo)系(下標(biāo)LI)相對(duì)關(guān)節(jié)電子零位坐標(biāo)系(下標(biāo)JD)繞z軸偏轉(zhuǎn)角度Δθ″，如圖7a所示。

(2)關(guān)節(jié)零位誤差Δθ′。如圖7a所示，關(guān)節(jié)零位誤差導(dǎo)致關(guān)節(jié)電子零位坐標(biāo)系相對(duì)關(guān)節(jié)輸出坐標(biāo)系(下標(biāo)JO)繞z軸偏轉(zhuǎn)角Δθ′，使關(guān)節(jié)輸出坐標(biāo)系與連桿輸入坐標(biāo)系不重合，所以關(guān)節(jié)零位誤差應(yīng)歸結(jié)為模塊間誤差。并且關(guān)節(jié)零位誤差只存在于關(guān)節(jié)輸出端與連桿輸入端連接處。

(3)配合設(shè)計(jì)導(dǎo)致的裝配誤差。為了方便裝配，模塊化機(jī)器人模塊接口處通常設(shè)計(jì)為小間隙配合。間隙導(dǎo)致連桿輸入坐標(biāo)系偏離關(guān)節(jié)電子零位坐標(biāo)系，兩坐標(biāo)系間存在位置誤差(dx，dy，dz)和姿態(tài)誤差(dθx，dθy，dθz)[9]，如圖7b所示。

(a) 周向定位誤差與關(guān)節(jié)零位誤差 (b) 配合設(shè)計(jì)導(dǎo)致的裝配誤差

模塊間誤差由上述誤差疊加而成，導(dǎo)致實(shí)際關(guān)節(jié)輸出坐標(biāo)系(下標(biāo)JOA)與實(shí)際連桿輸入坐標(biāo)系(下標(biāo)LIA)不重合。兩坐標(biāo)系間位姿即兩模塊間實(shí)際裝配位姿可用一個(gè)齊次變換矩陣ΔT表示，如圖8所示。子裝配體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)學(xué)模型fa為

圖8 模塊間實(shí)際裝配位姿

(5)

2 幾何參數(shù)辨識(shí)方法

2.1 關(guān)節(jié)模塊參數(shù)辨識(shí)

(1)關(guān)節(jié)實(shí)際位姿TJA辨識(shí)。關(guān)節(jié)實(shí)際位姿由其輸入、輸出坐標(biāo)系間關(guān)系確定。如圖9所示，在關(guān)節(jié)模塊輸入端、輸出端各固定3個(gè)精密球。以關(guān)節(jié)模塊輸入端坐標(biāo)系(下標(biāo)JIA)定義為例，設(shè)關(guān)節(jié)模塊輸入端3個(gè)精密球的球心在測(cè)量坐標(biāo)系中的坐標(biāo)分別為P1、P2和P3，其形式均為3×1的列向量。以點(diǎn)P1為關(guān)節(jié)模塊輸入坐標(biāo)系原點(diǎn)，向量P1P3為x軸，三點(diǎn)所在平面的法向量n為z軸。n=P1P3×P1P2，y軸方向通過(guò)右手定則確定。則關(guān)節(jié)輸入坐標(biāo)系相對(duì)于測(cè)量坐標(biāo)系的位姿可用一個(gè)齊次變換矩陣TJI來(lái)表示：

圖9 關(guān)節(jié)位姿辨識(shí)

(6)

關(guān)節(jié)輸出坐標(biāo)系(下標(biāo)JOA)定義與關(guān)節(jié)輸入坐標(biāo)系定義類似。關(guān)節(jié)輸出坐標(biāo)系相對(duì)于測(cè)量坐標(biāo)系的位姿可用一個(gè)齊次變換矩陣TJO表示。則關(guān)節(jié)實(shí)際位姿可以表示為

(7)

(2)關(guān)節(jié)實(shí)際旋量辨識(shí)。對(duì)模塊化機(jī)器人單個(gè)關(guān)節(jié)模塊進(jìn)行辨識(shí)時(shí)，由于關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)軌跡完整且受柔性影響較小[13-14]，故能準(zhǔn)確體現(xiàn)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。采用關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)軌跡法對(duì)關(guān)節(jié)旋量進(jìn)行辨識(shí)。辨識(shí)需獲取一系列關(guān)節(jié)軌跡測(cè)量點(diǎn)。轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)軌跡為空間圓，如圖10所示，實(shí)際關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)旋量坐標(biāo)ξa= (ω，-ω×r)T，其中ω為空間圓軸線單位方向向量，r為空間圓圓心。測(cè)量點(diǎn)擬合函數(shù)[15-16]為

圖10 關(guān)節(jié)旋量辨識(shí)

(8)

其中，R為擬合圓半徑。

(3)實(shí)際關(guān)節(jié)角θa辨識(shí)。辨識(shí)實(shí)際關(guān)節(jié)角只需辨識(shí)計(jì)數(shù)比ka。將上述步驟(2)中的各測(cè)點(diǎn)Pi投影到擬合圓所在平面上，記為Oi。連接擬合圓圓心r與各投影點(diǎn)Oi，交擬合圓于點(diǎn)Qi。則ka可由下式計(jì)算得到：

(9)

式中，ηi為關(guān)節(jié)在第i個(gè)測(cè)點(diǎn)時(shí)的編碼器的脈沖數(shù)；η1為關(guān)節(jié)在第1個(gè)測(cè)點(diǎn)時(shí)的編碼器的脈沖數(shù)；rQi為擬合圓圓心r指向點(diǎn)Qi的向量；n為測(cè)點(diǎn)個(gè)數(shù)。

θa可通過(guò)式(2)計(jì)算得到。則關(guān)節(jié)模塊的實(shí)際運(yùn)動(dòng)學(xué)模型表示為

(10)

2.2 連桿模塊參數(shù)辨識(shí)

與關(guān)節(jié)位姿辨識(shí)類似，在連桿輸入端、輸出端分別固定3個(gè)精密球，如圖11所示。連桿輸入坐標(biāo)系與連桿輸出坐標(biāo)系相對(duì)于測(cè)量坐標(biāo)系的位姿可以分別用齊次變換矩陣TLI和TLO表示。則連桿實(shí)際位姿可表示為

圖11 連桿位姿辨識(shí)

(11)

2.3 模塊間裝配參數(shù)辨識(shí)

模塊實(shí)際裝配參數(shù)也可通過(guò)相鄰模塊連接處輸入、輸出端精密球確定。與2.1節(jié)中關(guān)節(jié)模塊輸入坐標(biāo)系定義方式類似，定義裝配后關(guān)節(jié)輸出坐標(biāo)系、連桿輸入坐標(biāo)系，如圖12所示。記關(guān)節(jié)輸出坐標(biāo)系與連桿輸入坐標(biāo)系相對(duì)于測(cè)量坐標(biāo)系的位姿變換矩陣分別為TJOB與TLIB，則關(guān)節(jié)輸出端與連桿輸入端裝配關(guān)系可表示為

圖12 模塊間裝配參數(shù)辨識(shí)

(12)

將式(10)～式(12)代入式(5)可得辨識(shí)后子裝配體的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型f為

(13)

模塊化機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的獲得與子裝配體運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的獲得類似，首先對(duì)模塊化機(jī)器人各模塊參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)，在重構(gòu)后只需測(cè)量相鄰模塊間裝配位姿即可獲得模塊化機(jī)器人實(shí)際運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。該方法相較于將模塊化機(jī)器人重構(gòu)后作為普通串聯(lián)機(jī)器人進(jìn)行標(biāo)定的方法，無(wú)需根據(jù)機(jī)器人重構(gòu)后的構(gòu)型設(shè)計(jì)復(fù)雜的標(biāo)定試驗(yàn)，只需測(cè)量相鄰模塊間的精密球即可獲得實(shí)際運(yùn)動(dòng)學(xué)模型；相較于針對(duì)模塊化機(jī)器人組成模塊進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定的方法，在更換某個(gè)模塊時(shí)只需標(biāo)定所更換模塊與其相鄰模塊間的裝配參數(shù)，無(wú)需對(duì)所有模塊重新進(jìn)行標(biāo)定，就能夠?qū)崿F(xiàn)位姿誤差的補(bǔ)償。

3 試驗(yàn)及結(jié)果分析

以筆者所在課題組研制的一套模塊化機(jī)器人為試驗(yàn)平臺(tái)，用其中一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)、一個(gè)平行連桿和一個(gè)L型連桿分別組成兩種典型構(gòu)型的子裝配體進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。測(cè)量設(shè)備采用?？怂箍礕LOBAL S07.10.07橋式測(cè)量機(jī)，測(cè)量精度為±(1.7+4.0L/1000) μm。精密球型號(hào)為椿中島SUS440C，精度等級(jí)為G28(JIS B1501標(biāo)準(zhǔn))。

3.1 測(cè)量坐標(biāo)系建立

將關(guān)節(jié)模塊與平行連桿模塊裝配組成平行連桿子裝配體，固定在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)工作平臺(tái)上。如圖13所示，以關(guān)節(jié)軸線與底座法蘭上平面的交點(diǎn)為原點(diǎn)，底座法蘭上平面法向量為z軸，關(guān)節(jié)軸線與平行連桿輸出端接口軸線與底座法蘭上平面交點(diǎn)的連線為y軸建立測(cè)量坐標(biāo)系。

圖13 平行連桿子裝配體

3.2 模塊參數(shù)辨識(shí)

(1)模塊位姿辨識(shí)。利用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量各模塊上精密球球心，按2.1節(jié)、2.2節(jié)分別對(duì)關(guān)節(jié)模塊、平行連桿模塊和L型連桿模塊進(jìn)行位姿辨識(shí)，辨識(shí)結(jié)果如表1所示。

表1 模塊位姿辨識(shí)結(jié)果

(2)辨識(shí)關(guān)節(jié)旋量與計(jì)數(shù)比。驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)帶動(dòng)平行連桿轉(zhuǎn)動(dòng)一周，每隔30°測(cè)量平行連桿輸出端1號(hào)精密球球心，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到關(guān)節(jié)輸入坐標(biāo)系中。記錄每個(gè)位置關(guān)節(jié)編碼器的脈沖數(shù)。通過(guò)式(8)計(jì)算實(shí)際關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)旋量坐標(biāo)ξa。按式(9)計(jì)算實(shí)際計(jì)數(shù)比ka。辨識(shí)結(jié)果如表2所示。

表2 關(guān)節(jié)旋量與計(jì)數(shù)比辨識(shí)結(jié)果

3.3 模塊間裝配參數(shù)辨識(shí)

分別測(cè)量平行連桿子裝配體關(guān)節(jié)輸出端、平行連桿輸入端精密球球心。按2.3節(jié)對(duì)模塊間裝配參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)。將關(guān)節(jié)與平行連桿拆開，與L型連桿裝配在一起組成L型連桿子裝配體，如圖14所示。關(guān)節(jié)與L型連桿間裝配參數(shù)辨識(shí)同上。辨識(shí)結(jié)果如表3所示。

圖14 L型連桿子裝配體

表3 模塊間裝配參數(shù)辨識(shí)結(jié)果

3.4 驗(yàn)證試驗(yàn)

驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)帶動(dòng)平行連桿隨機(jī)運(yùn)動(dòng)到6個(gè)不同位置，記錄關(guān)節(jié)在每個(gè)位置時(shí)的脈沖數(shù)，乘以ka得到關(guān)節(jié)實(shí)際角度值。脈沖數(shù)和實(shí)際關(guān)節(jié)角如表4所示。以每次運(yùn)動(dòng)后平行連桿輸出端1號(hào)精密球的球心作為測(cè)試點(diǎn)。將測(cè)得坐標(biāo)值從測(cè)量坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到關(guān)節(jié)輸入坐標(biāo)系中，記為實(shí)際坐標(biāo)值。各測(cè)試點(diǎn)的理論坐標(biāo)值與補(bǔ)償后坐標(biāo)值分別可以通過(guò)式(4)與式(13)計(jì)算得到。將6個(gè)測(cè)試點(diǎn)的理論坐標(biāo)值和補(bǔ)償后坐標(biāo)值分別與實(shí)際坐標(biāo)值相減，可得誤差補(bǔ)償前后的位置誤差值。圖15所示為補(bǔ)償前后6個(gè)測(cè)試點(diǎn)的位置誤差值的模(簡(jiǎn)稱位置誤差模)。6個(gè)測(cè)試點(diǎn)的理論坐標(biāo)值、實(shí)際坐標(biāo)值、補(bǔ)償后坐標(biāo)值如表5所示。

表4 平行連桿子裝配體測(cè)試點(diǎn)脈沖數(shù)及實(shí)際關(guān)節(jié)角

圖15 平行連桿子裝配體位置誤差模

表5 平行連桿子裝配體測(cè)試點(diǎn)理論坐標(biāo)值、補(bǔ)償后坐標(biāo)值、實(shí)際坐標(biāo)值

與平行連桿子裝配體誤差補(bǔ)償方法類似，對(duì)L型連桿子裝配體進(jìn)行補(bǔ)償試驗(yàn)。6個(gè)測(cè)試點(diǎn)的脈沖數(shù)和實(shí)際關(guān)節(jié)角如表6所示。圖16所示為補(bǔ)償前后6個(gè)測(cè)試點(diǎn)的位置誤差模。6個(gè)測(cè)試點(diǎn)的理論坐標(biāo)值、實(shí)際坐標(biāo)值、補(bǔ)償后坐標(biāo)值如表7所示。

表6 L型連桿子裝配體測(cè)試點(diǎn)脈沖數(shù)及實(shí)際關(guān)節(jié)角

表7 L型連桿子裝配體測(cè)試點(diǎn)理論坐標(biāo)值、補(bǔ)償后坐標(biāo)值、實(shí)際坐標(biāo)值

3.5 結(jié)果分析

通過(guò)圖15與圖16可以看出，兩子裝配體各測(cè)試點(diǎn)的定位精度經(jīng)補(bǔ)償后得到明顯提高。補(bǔ)償前平行連桿子裝配體與L型連桿子裝配體的測(cè)試點(diǎn)位置誤差模的平均值分別為1.3717 mm、0.6130 mm，補(bǔ)償后平均值分別為0.0497 mm、0.0186 mm。補(bǔ)償前誤差分別為補(bǔ)償后誤差的27.6倍和33.0倍，并且補(bǔ)償后兩子裝配體的位置誤差穩(wěn)定在較低水平，無(wú)明顯波峰波谷，可以表明該補(bǔ)償方法是穩(wěn)定有效的。

圖16 L型連桿子裝配體位置誤差模

實(shí)際應(yīng)用中采用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)得模塊參數(shù)，在各模塊裝配后或機(jī)器人重構(gòu)后，為了適應(yīng)機(jī)器人作業(yè)環(huán)境，可采用關(guān)節(jié)臂式測(cè)量機(jī)測(cè)得模塊間裝配位姿。

4 結(jié)論

(1)本文將模塊化機(jī)器人各組成模塊誤差及模塊間誤差劃分成模塊誤差和模塊間誤差，給出了一種基于精密球和外部測(cè)量的模塊化可重構(gòu)機(jī)器人模塊參數(shù)、模塊間裝配位姿辨識(shí)方法；針對(duì)兩種典型構(gòu)型子裝配體進(jìn)行參數(shù)辨識(shí)和驗(yàn)證試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明平均定位誤差約為原來(lái)的1/30。

(2)本文給出的補(bǔ)償方法不依賴于模塊和接口的精度設(shè)計(jì)。通過(guò)事先單獨(dú)對(duì)模塊化機(jī)器人各模塊進(jìn)行參數(shù)識(shí)別，在各模塊組裝成機(jī)器人后或者模塊化機(jī)器人重構(gòu)后，通過(guò)外部測(cè)量設(shè)備直接測(cè)量相鄰模塊間精密球球心即可完成模塊間裝配位姿的識(shí)別，從而獲得重構(gòu)后機(jī)器人的實(shí)際運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。本研究為模塊化機(jī)器人重構(gòu)后精度的快速補(bǔ)償提供了一種新思路。