(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210574360.7 (22)申请日 2022.05.25 (71)申请人 上海景吾酷租科技发展 有限公司 地址 200120 上海市浦东 新区中国(上海) 自由贸易试验区临港新片区云汉路 979号2楼 (72)发明人 吴经纬　郭震　 (74)专利代理 机构 上海锻创知识产权代理有限 公司 314 48 专利代理师 范文琦 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 机械臂零点标定方法、 系统及 介质 (57)摘要 本发明提供一种机械臂 零点标定方法、 系统 及介质， 包括： 建立机器人DH参数模型， 得到转换 矩阵T； 在机器人末端安装工装， 在固定位置放置 一块标定板， 用工装上的顶尖使用多个姿态分别 接触不同点位， 并记录下对应的各轴关节角度 θi,i∈[1,6]； 设各个关节角的零点偏差值为Δ θi， 得到新的θ ′i,将Δθi使用运动学正解得到 工装顶尖的世界坐标系下点位{ P1、 P2…P9}； 设得 到的9个点两两之间距离为lj， j∈[1,8]， 建立目 标方程； 对目标方程进行优化求解， 计算出满足 迭代条件的Δθi值； 将机械臂回到初始零点位 置， 并根据Δθi值作为补偿量得到最终准确的 零点。 本发 明能够以较低成本的方法实现较高精 度的零点标定。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 114932551 A 2022.08.23 CN 114932551 A 1.一种机 械臂零点标定方法， 其特 征在于， 包括： 步骤S1： 建立机器人DH参数模型， 得到转换矩阵T； 步骤S2： 在机器人末端安装工装， 在固定位置放置一块上面有若干个等距离d的标定 板， 用工装上的顶尖使用多个姿态分别接触不同点位， 并记录下对应 的各轴关节角度θi,i ∈[1,6]； 步骤S3： 假设各个关节角的零点偏差值为Δθi， 将θi的角度减去Δθi就得到新的θ ′i,将 Δθi使用运动学正 解得到工装顶尖的世界坐标系下点 位{P1、 P2…P9}； 步骤S4： 根据等距 离的点位， 设步骤S3 得到的9个点两两之间距 离为lj， j∈[1,8， 建立目 标方程； 步骤S5： 使用蚁群算 法对步骤S4的目标方程进行优 化求解， 计算出满足迭代条件的Δθi 值； 步骤S6： 将机械臂回到初始零点位置， 并根据步骤S5求得的Δθi值作为补偿量得到最终 准确的零 点。 2.根据权利要求1所述的机械臂零点标定方法， 其特征在于， 所述步骤S1包括： 建立机 器人DH参数模型， 得到转换矩阵： 式中， 为机械臂相邻两关节坐标系间的传递矩阵， 其表达式为： 式中， θi表示Xi与Xi+1的夹角， αi表示Zi与Zi+1的夹角， di表示Xi与Xi+1的距离， ai表示杆件 长度， 为Zi与Zi+1的距离。 3.根据权利要求1所述的机械臂零点标定方法， 其特征在于， 所述步骤S2包括： 在机器 人末端安装带顶尖的工装， 在固定位置放置一块上面有若干个等距离d的标定板并保持标 定板在标定过程中不动； 用工装上的顶尖使用多个姿态分别接触标定板上的9个点位， 并记录下9个点位对应的 各轴关节角度 θij,i∈[1,6],j∈[1,9]； 其中， i表示机 械臂的关节轴号， j表示 点位数。 4.根据权利要求1所述的机械臂零点标定方法， 其特征在于， 所述步骤S4包括： 令步骤 S3得到的9个点两 两之间距离为 lk， k∈[1,8]； 由于在标定板上的点两两间的实际距离为d， 则以此建立目标方程为 5.一种机 械臂零点标定系统， 其特 征在于， 包括： 模块M1： 建立机器人DH参数模型， 得到转换矩阵T； 模块M2： 在机器人末端安装工装， 在固定位置放置一块上面有若干个等距离d的标定 板， 用工装上的顶尖使用多个姿态分别接触不同点位， 并记录下对应 的各轴关节角度θi,i ∈[1,6]； 模块M3： 假设各个关节角的零点偏差值为Δθi， 将θi的角度减去Δθi就得到新的θ ′i,将权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114932551 A 2Δθi使用运动学正 解得到工装顶尖的世界坐标系下点 位{P1、 P2…P9}； 模块M4： 根据等距 离的点位， 设模 块M3得到的9个点两两之间距 离为lj， j∈[1,8， 建立目 标方程； 模块M5： 使用蚁群算 法对模块M4的目标方程进行优 化求解， 计算出满足迭代条件的Δθi 值； 模块M6： 将机械臂回到初始零点位置， 并根据模块M5求得的Δθi值作为补偿量得到最终 准确的零 点。 6.根据权利要求5所述的机械臂零点标定系统， 其特征在于， 所述模块M1包括： 建立机 器人DH参数模型， 得到转换矩阵： 式中， 为机械臂相邻两关节坐标系间的传递矩阵， 其表达式为： 式中， θi表示Xi与Xi+1的夹角， αi表示Zi与Zi+1的夹角， di表示Xi与Xi+1的距离， ai表示杆件 长度， 为Zi与Zi+1的距离。 7.根据权利要求5所述的机械臂零点标定系统， 其特征在于， 所述模块M2包括： 在机器 人末端安装带顶尖的工装， 在固定位置放置一块上面有若干个等距离d的标定板并保持标 定板在标定过程中不动； 用工装上的顶尖使用多个姿态分别接触标定板上的9个点位， 并记录下9个点位对应的 各轴关节角度 θij,i∈[1,6],j∈[1,9； 其中， i表示机 械臂的关节轴号， j表示 点位数。 8.根据权利要求5所述的机械臂零点标定系统， 其特征在于， 所述模块M4包括： 令模块 M3得到的9个点两 两之间距离为 lk， k∈[1,8]； 由于在标定板上的点两两间的实际距离为d， 则以此建立目标方程为 9.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质， 其特征在于， 所述计算机程序被处 理器执行时实现权利要求1至4中任一项所述的方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114932551 A 3