專利名稱：并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置、并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置的校準(zhǔn)方法及校準(zhǔn)程序產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置(parallel kinematic machine)及一種用來(lái)確定該種并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的校準(zhǔn)技術(shù)。
背景技術(shù)：
由多根驅(qū)動(dòng)軸將基座和末端執(zhí)行器相互并列連接的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(parallelkinematic mechanism)，與有懸臂的機(jī)構(gòu)相比，具有剛度高、定位精度高等特點(diǎn)。并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的代表性例子是斯圖爾特平臺(tái)(Stewartplatform)。該平臺(tái)通過直線型驅(qū)動(dòng)軸(支柱)的伸縮來(lái)控制末端執(zhí)行器的姿勢(shì)(包括位置和方向)。但為了進(jìn)行高精度定位，有必要精確計(jì)算支柱的長(zhǎng)度、連接支柱與基座的接頭和連接支柱與末端執(zhí)行器的接頭的坐標(biāo)等運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。該工作即并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的校準(zhǔn)，產(chǎn)業(yè)界、政府及學(xué)術(shù)界的各種研究機(jī)構(gòu)對(duì)此均有研究，并發(fā)表了相關(guān)成果。
一般而言，為了進(jìn)行校準(zhǔn)，必須求解與運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)相同個(gè)數(shù)的多元聯(lián)立方程式。為此，必須固定末端執(zhí)行器的位置及方向，確定該狀態(tài)下的全部或部分位置坐標(biāo)(X，Y，Z)和方向坐標(biāo)(A，B，C)。
日本專利特開2002-91522號(hào)公報(bào)中揭示了一種技術(shù)，它使用雙球桿(DBB)型測(cè)距器，測(cè)定令末端執(zhí)行器以給定姿勢(shì)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)圓周運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑誤差，然后由該測(cè)定值求取運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，從而確定位置坐標(biāo)和方向坐標(biāo)。此外，在日本專利特開2003-200367號(hào)公報(bào)中還揭示了一種技術(shù)，它將上述多元聯(lián)立方程式分為表示末端執(zhí)行器的位置與運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)之關(guān)系的11組以上的方程式和表示末端執(zhí)行器的方向與運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)之關(guān)系的1組方程式，然后求解這些方程式來(lái)計(jì)算運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)。
但是，上述兩種現(xiàn)有技術(shù)均采用小規(guī)模運(yùn)動(dòng)學(xué)來(lái)確定運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。用解析的方法很難求解運(yùn)動(dòng)學(xué)問題，特別是正向運(yùn)動(dòng)學(xué)問題。小規(guī)模運(yùn)動(dòng)學(xué)也稱為微分運(yùn)動(dòng)學(xué)或位移運(yùn)動(dòng)學(xué)，是一門研究用算術(shù)方法來(lái)求解這類問題的學(xué)科。小規(guī)模運(yùn)動(dòng)學(xué)中，描述正向運(yùn)動(dòng)學(xué)的非線性方程式對(duì)相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)求微分，以計(jì)算滿足兩種誤差之間關(guān)系的線性表達(dá)式，一種誤差是運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的小規(guī)模位移，一種是位置坐標(biāo)的小規(guī)模位移，以便用解析法求解這些線性方程式。換言之，小規(guī)模運(yùn)動(dòng)學(xué)處理的是某一數(shù)值誤差與另一數(shù)值誤差之間的數(shù)學(xué)表達(dá)式。
但可以看到，揭示前一現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)中指出，至少有一個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)無(wú)法獲得。此外，在后一文獻(xiàn)所揭示的技術(shù)中，要求必須在定位后進(jìn)行測(cè)量，特別是要求必須在該姿勢(shì)下至少進(jìn)行一次非常困難的測(cè)量。另外，這兩種現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)采用的小規(guī)模運(yùn)動(dòng)學(xué)在抑制有關(guān)小規(guī)模位移關(guān)系表達(dá)式的數(shù)值誤差方面也存在困難。因此，尤其是在使用大型機(jī)具時(shí)，當(dāng)重力變形等因素不可避免地需要考慮時(shí)，確定運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)數(shù)值的收斂性很差，這就給運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的精確確定帶來(lái)了困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種不存在現(xiàn)有技術(shù)中所存在問題的新穎校準(zhǔn)技術(shù)。
本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提供一種并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置，它使得數(shù)值誤差能夠得到抑制，并且所有運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)都能夠通過直接使用運(yùn)動(dòng)學(xué)方程式來(lái)精確地確定。本發(fā)明還提供一種校準(zhǔn)方法和一種校準(zhǔn)程序產(chǎn)品，用來(lái)校準(zhǔn)此類并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置。
本發(fā)明的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置，包括，并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，具有由支撐平臺(tái)支撐的基座、末端執(zhí)行器、以及具有多根驅(qū)動(dòng)軸用以將所述末端執(zhí)行器固定在所述基座中的并聯(lián)連接機(jī)構(gòu)；數(shù)控裝置，根據(jù)所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)，通過驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)軸來(lái)控制所述末端執(zhí)行器的位置和方向；姿勢(shì)調(diào)節(jié)裝置，在所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)外部預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)坐標(biāo)系中，根據(jù)規(guī)定的測(cè)量方法將安裝在所述末端執(zhí)行器上的調(diào)整工具調(diào)節(jié)至已知姿勢(shì)，所述末端執(zhí)行器的軸線與所述調(diào)整工具的軸線一致；數(shù)據(jù)獲取裝置，數(shù)據(jù)獲取裝置，用來(lái)獲取具有與測(cè)量方法選擇代碼相對(duì)應(yīng)的形式的數(shù)據(jù)，該測(cè)量方法選擇代碼在將所述調(diào)整工具調(diào)節(jié)至已知姿勢(shì)時(shí)指定所述姿勢(shì)調(diào)節(jié)裝置所使用的測(cè)量方法，該數(shù)據(jù)還定義所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)所需的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)與所述基準(zhǔn)坐標(biāo)系之間的相互關(guān)系；以及計(jì)算裝置，直接使用描述所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)正向運(yùn)動(dòng)學(xué)的關(guān)系表達(dá)式，根據(jù)所獲取的數(shù)據(jù)，至少計(jì)算出所述運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。
結(jié)合附圖閱讀下面的詳細(xì)說(shuō)明，將可更清楚地了解本發(fā)明的這些及其它目標(biāo)、特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。


圖1是實(shí)施本發(fā)明的一并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖2是表示上述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置的主要部件之間的功能關(guān)系的框圖。
圖3是表示上述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置中可采用的一例6自由度6×6斯圖爾特平臺(tái)的結(jié)構(gòu)概略圖。
圖4A和4B說(shuō)明上述實(shí)施例第一種模式中的數(shù)據(jù)獲取過程。
圖5是表示上述第一種模式中執(zhí)行數(shù)據(jù)獲取過程的操作流程圖。
圖6是說(shuō)明根據(jù)上述實(shí)施例執(zhí)行校準(zhǔn)的操作流程圖。
圖7A和7B說(shuō)明上述實(shí)施例第二種模式中的數(shù)據(jù)獲取過程，其中圖7A顯示執(zhí)行數(shù)據(jù)獲取過程時(shí)一調(diào)整工具的頂端及其鄰近情況，而圖7B是從Y軸方向觀察所得的側(cè)視圖。
圖8A至8C說(shuō)明上述實(shí)施例第三種模式中的數(shù)據(jù)獲取過程，其中圖8A顯示執(zhí)行數(shù)據(jù)獲取過程時(shí)一調(diào)整工具的頂端及其鄰近情況，圖8B是沿平行于X軸的平面截取的斷面圖，而圖8C是從Z軸方向觀察所得的頂視圖。
圖9A和9B說(shuō)明上述第三種模式的修改模式中的數(shù)據(jù)獲取過程，其中圖9A顯示執(zhí)行數(shù)據(jù)獲取過程時(shí)一調(diào)整工具的頂端及其鄰近情況，而圖9B是圖9A的放大視圖。
圖10A和10B說(shuō)明上述實(shí)施例第四種模式中的數(shù)據(jù)獲取過程，其中圖10A顯示執(zhí)行數(shù)據(jù)獲取過程時(shí)一調(diào)整工具的頂端及其鄰近情況，而圖10B是圖10A的放大視圖。
圖11A和11B說(shuō)明上述實(shí)施例第五種模式中的數(shù)據(jù)獲取過程，其中圖11A顯示執(zhí)行數(shù)據(jù)獲取過程時(shí)一調(diào)整工具的頂端及其鄰近情況，而圖11B是一DBB系統(tǒng)的放大視圖。
圖12是表示一實(shí)施本發(fā)明的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置中可采用的一例6自由度3×3斯圖爾特平臺(tái)的結(jié)構(gòu)概略圖。
圖13A至13D是表示一平直夾具板及一傾斜夾具板的概略圖，其中圖13A是從末端執(zhí)行器觀察所得的平直夾具板圖，圖13B是圖13A的側(cè)視圖，圖13C是從末端執(zhí)行器觀察所得的傾斜夾具板圖，而圖13D是圖13C的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參照

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。對(duì)該實(shí)施例的說(shuō)明將參照一6×6并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置。作為實(shí)施本發(fā)明的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置的實(shí)例，該裝置的末端執(zhí)行器上有6個(gè)接頭，基座上也有6個(gè)接頭；更明確地說(shuō)，該裝置為斯圖爾特平臺(tái)形式，以直動(dòng)型驅(qū)動(dòng)器即支柱作為驅(qū)動(dòng)軸。應(yīng)注意，附圖中數(shù)字或符號(hào)相同的元件或步驟執(zhí)行相似的操作、功能和處理，本說(shuō)明書省去了對(duì)相似操作、功能和處理的重復(fù)說(shuō)明。
圖1是表示實(shí)施本發(fā)明的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)的透視圖。并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置1包括由支撐平臺(tái)2支撐的基座10和末端執(zhí)行器20。基座10上具有6個(gè)接頭11至16，末端執(zhí)行器20上也具有6個(gè)接頭21至26。6根支柱31至36分別與接頭11至16和接頭21至26相連。支柱31至36在數(shù)控裝置的控制下獨(dú)立收縮，從而移動(dòng)末端執(zhí)行器20，對(duì)加工臺(tái)3上的工件進(jìn)行規(guī)定的處理。
具體而言，末端執(zhí)行器20經(jīng)由一并聯(lián)連接機(jī)構(gòu)固定在基座10中，該并聯(lián)連接機(jī)構(gòu)由基座10上的接頭11至16、支柱31至36和末端執(zhí)行器20上的接頭21至26組成?；?0、該并聯(lián)連接機(jī)構(gòu)以及末端執(zhí)行器20構(gòu)成并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)4。加工臺(tái)3或作為基準(zhǔn)物體的基準(zhǔn)板60(稍后將說(shuō)明)包括一經(jīng)過精密加工或處理的基準(zhǔn)表面5。為執(zhí)行校準(zhǔn)，調(diào)整工具50被安裝在末端執(zhí)行器20上，調(diào)整工具50的軸線與末端執(zhí)行器20的軸線一致。
在本說(shuō)明書中，將基于并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置1中和并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)4中的支柱31至36的長(zhǎng)度來(lái)求取末端執(zhí)行器20的姿勢(shì)(包括位置坐標(biāo)和方向坐標(biāo))的計(jì)算稱為“正向運(yùn)動(dòng)學(xué)”。與此相對(duì)，將基于末端執(zhí)行器20的位置坐標(biāo)和方向坐標(biāo)來(lái)求取支柱31至36的長(zhǎng)度的計(jì)算稱為“逆運(yùn)動(dòng)學(xué)”。“位置坐標(biāo)”指表示末端執(zhí)行器20在X、Y和Z軸上的位置的坐標(biāo)值(X，Y，Z)，“方向坐標(biāo)”指表示末端執(zhí)行器20的X軸方向、Y軸方向和Z軸方向的方向坐標(biāo)值(A，B，C)，即繞末端執(zhí)行器20的X、Y和Z軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)角或方位角。
圖2是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置的概略功能結(jié)構(gòu)的框圖。本圖所示的各框代表數(shù)據(jù)獲取和數(shù)據(jù)分析中執(zhí)行的各處理步驟，并不一定與并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置的各功能一致。例如，在并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置1中，坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)控制器121與方向驅(qū)動(dòng)控制器122均通過數(shù)控裝置100的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)驅(qū)動(dòng)。
并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置1具備由支撐平臺(tái)2支撐的基座10、末端執(zhí)行器20、經(jīng)由基座10和末端執(zhí)行器20上提供的接頭來(lái)連接底座10與末端執(zhí)行器20的六根支柱31至36以及加工臺(tái)3或基準(zhǔn)板60。并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置1還具備數(shù)控裝置100。數(shù)控裝置100根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)，通過調(diào)整支柱坐標(biāo)，即代表作為驅(qū)動(dòng)軸的支柱31至36的各自長(zhǎng)度的驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)，來(lái)控制末端執(zhí)行器20的位置和方向，并根據(jù)逆運(yùn)動(dòng)學(xué)，基于末端執(zhí)行器20的位置和方向來(lái)控制支柱坐標(biāo)。
數(shù)控裝置100中存儲(chǔ)有方向命令和支柱坐標(biāo)。方向命令是有關(guān)末端執(zhí)行器20的方向的數(shù)據(jù)，數(shù)控裝置100中也存儲(chǔ)了末端執(zhí)行器20的方向。支柱坐標(biāo)和方向命令與基于數(shù)控裝置100中設(shè)置的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)密切相關(guān)。例如，根據(jù)基于數(shù)控裝置100中設(shè)置的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)，通過轉(zhuǎn)換數(shù)控裝置100中存儲(chǔ)的方向命令所得到的支柱坐標(biāo)，剛好與數(shù)控裝置100中存儲(chǔ)的支柱坐標(biāo)一致。
數(shù)控裝置100能夠執(zhí)行被請(qǐng)求程序的功能，只要通過驅(qū)動(dòng)器500將該被請(qǐng)求程序從記錄有各種信息的記錄媒質(zhì)中安裝進(jìn)來(lái)。記錄媒質(zhì)如磁盤501、磁光盤502、光盤503或半導(dǎo)體存儲(chǔ)器504等，其中存儲(chǔ)有程序，程序執(zhí)行的處理可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的校準(zhǔn)技術(shù)，程序還能處理所請(qǐng)求的算術(shù)表達(dá)式、表格等。
坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)控制器121和方向驅(qū)動(dòng)控制器122分別控制安裝在末端執(zhí)行器20上的調(diào)整工具50的位置和方向。執(zhí)行校準(zhǔn)時(shí)，末端執(zhí)行器20與調(diào)整工具50二者的軸線一致。如果數(shù)控裝置100中設(shè)置的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)不準(zhǔn)確，則數(shù)控裝置100的運(yùn)動(dòng)學(xué)中處理的代表末端執(zhí)行器20的方向坐標(biāo)的坐標(biāo)系統(tǒng)也不準(zhǔn)確。此種不準(zhǔn)確坐標(biāo)系統(tǒng)不適合作為并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置1的坐標(biāo)系統(tǒng)。有鑒于此，校準(zhǔn)前就需要在基準(zhǔn)板60(見圖3)上的規(guī)定位置建立并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置1的基準(zhǔn)坐標(biāo)系統(tǒng)6，其獨(dú)立于并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)4?；鶞?zhǔn)坐標(biāo)系統(tǒng)6是一個(gè)XYZ右手笛卡兒坐標(biāo)系統(tǒng)，其X軸和Y軸平行于基準(zhǔn)表面5。
坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)控制器121和方向驅(qū)動(dòng)控制器122執(zhí)行定位步驟，將末端執(zhí)行器20設(shè)置在規(guī)定姿勢(shì)或定位位置，它能夠定義相對(duì)于基準(zhǔn)物體的定位關(guān)系，該基準(zhǔn)物體位于基準(zhǔn)坐標(biāo)系6上的已知位置，并具有已知結(jié)構(gòu)。本說(shuō)明書中，“能夠定義相對(duì)于基準(zhǔn)物體的定位關(guān)系的規(guī)定姿勢(shì)或定位位置”不僅包括該基準(zhǔn)物體所處的已知位置，還包括能夠測(cè)量相對(duì)于該基準(zhǔn)物體的差異的姿勢(shì)?；鶞?zhǔn)物體的實(shí)例包括基準(zhǔn)平面、基準(zhǔn)孔、基準(zhǔn)針和基準(zhǔn)球。也可以使用雙球桿(DBB)系統(tǒng)。在執(zhí)行精確定位，包括末端執(zhí)行器的方向角的情況下，在基準(zhǔn)板60的經(jīng)過精密加工或處理的上表面中形成的基準(zhǔn)孔，或者安裝在基準(zhǔn)板60的經(jīng)過精密加工或處理的表面上的基準(zhǔn)針，均可用作基準(zhǔn)物體。
提供一個(gè)測(cè)量方法選擇器131，以便在手動(dòng)操作時(shí)，裝置1的操作員可以手動(dòng)輸入測(cè)量方法選擇代碼，指定用于獲取數(shù)據(jù)的測(cè)量方法，即選擇用于定位的基準(zhǔn)物體。測(cè)量方法選擇器131將指定的測(cè)量方法選擇代碼發(fā)送到數(shù)據(jù)獲取裝置114。另一方面，自動(dòng)操作時(shí)，由于已將測(cè)量方法選擇代碼寫入描述數(shù)據(jù)獲取步驟的程序中，因此測(cè)量方法選擇器131讀出所要的測(cè)量方法選擇代碼，并將讀出的代碼發(fā)送到數(shù)據(jù)獲取裝置114。該實(shí)施例中，將對(duì)由手動(dòng)操作獲取數(shù)據(jù)的情形加以說(shuō)明。
誤差評(píng)估函數(shù)存儲(chǔ)器132至少存儲(chǔ)一個(gè)由測(cè)量方法選擇代碼指定(其由測(cè)量方法選擇器131選擇)的函數(shù)，用來(lái)評(píng)估所獲取的數(shù)據(jù)，對(duì)此稍后將加以說(shuō)明。該函數(shù)為誤差評(píng)估函數(shù)，用作描述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置1的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)4的正向運(yùn)動(dòng)學(xué)的關(guān)系表達(dá)式。
數(shù)據(jù)獲取裝置114執(zhí)行數(shù)據(jù)獲取步驟，獲取具有測(cè)量方法選擇代碼所決定的格式的數(shù)據(jù)，測(cè)量方法選擇代碼指定上述將調(diào)整工具50設(shè)置在規(guī)定姿勢(shì)的定位步驟所使用的測(cè)量方法，并且這些數(shù)據(jù)定義并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)4的運(yùn)動(dòng)學(xué)所要求的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)與基準(zhǔn)坐標(biāo)系6之間的相關(guān)性。所獲取的數(shù)據(jù)包括末端執(zhí)行器姿勢(shì)指定信息，用于定義末端執(zhí)行器20在基準(zhǔn)坐標(biāo)系6中的至少一部分位置和方向，包括測(cè)量方法選擇代碼，以及驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)，用于定義末端執(zhí)行器20的定位與運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)之間的相關(guān)性。數(shù)據(jù)獲取裝置114將獲取的數(shù)據(jù)發(fā)送到計(jì)算裝置113。數(shù)據(jù)獲取步驟中獲取的數(shù)據(jù)應(yīng)有足夠的數(shù)量，用來(lái)定義多個(gè)彼此獨(dú)立的關(guān)系表達(dá)式，從而確定運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。為此，有必要改變末端執(zhí)行器20的方向，以便獲得足夠數(shù)量的數(shù)據(jù)。
驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)對(duì)應(yīng)于支柱坐標(biāo)或方向命令。以下所說(shuō)明的情形中，支柱坐標(biāo)是作為驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)來(lái)獲取。如果獲取的是方向命令，基于數(shù)控裝置100中設(shè)置的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，可以根據(jù)逆運(yùn)動(dòng)學(xué)將方向命令轉(zhuǎn)換為支柱坐標(biāo)。
計(jì)算裝置113具備一臺(tái)計(jì)算機(jī)，執(zhí)行定位步驟，將末端執(zhí)行器20設(shè)置在規(guī)定的不同姿勢(shì)。每次執(zhí)行定位步驟時(shí)，都會(huì)執(zhí)行數(shù)據(jù)獲取步驟，并且計(jì)算裝置113執(zhí)行計(jì)算步驟，根據(jù)數(shù)據(jù)獲取步驟中獲取的數(shù)據(jù)，計(jì)算并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)4的運(yùn)動(dòng)學(xué)所需的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。
執(zhí)行計(jì)算步驟時(shí)，計(jì)算裝置113使用所獲取的用于確定運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的足夠數(shù)量的數(shù)據(jù)集，并且最小化誤差評(píng)估函數(shù)存儲(chǔ)器132中存儲(chǔ)的誤差評(píng)估函數(shù)之和，以計(jì)算運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。計(jì)算運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)時(shí)，計(jì)算裝置113從誤差評(píng)估函數(shù)存儲(chǔ)器132中存儲(chǔ)的誤差評(píng)估函數(shù)中提取各獲取數(shù)據(jù)中的測(cè)量方法選擇代碼所指定的誤差評(píng)估函數(shù)，并使用所提取的誤差評(píng)估函數(shù)。
圖3概略顯示了并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置1中采用的具有6自由度6×6斯圖爾特平臺(tái)的結(jié)構(gòu)，基準(zhǔn)坐標(biāo)系6的原點(diǎn)為O，如圖所示。O’是固定在末端執(zhí)行器20上的坐標(biāo)系，即末端執(zhí)行器坐標(biāo)系的原點(diǎn)。
基座10具有的6個(gè)接頭11至16，表示為以基準(zhǔn)坐標(biāo)系6的原點(diǎn)O為起點(diǎn)的位置向量N[j](j＝1，2，3，4，5，6)。例如，N[1]代表接頭11的位置向量，其中j＝1。末端執(zhí)行器20具有的6個(gè)接頭21至26，表示為以末端執(zhí)行器坐標(biāo)系原點(diǎn)O’為起點(diǎn)的位置向量T[j](j＝1，2，3，4，5，6)。各支柱31至36的原點(diǎn)41至46表示為起點(diǎn)在基座10的接頭11至16上的位置向量o[j](j＝1，2，3，4，5，6)。以下將位置向量o[j]稱為“原點(diǎn)偏移”。上述位置向量N[j]、T[j]和o[j]是并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置1的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。以下將這些運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的全體或一部分通稱為x[j](j＝1，2，3，…，n)，其中n表示需獲得的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)個(gè)數(shù)。
另一方面，定位后的末端執(zhí)行器20的接頭21至26的位置表示為以基準(zhǔn)坐標(biāo)系6的原點(diǎn)O為起點(diǎn)的位置向量t[j](j＝1，2，3，4，5，6)，而從各支柱31至36的原點(diǎn)41至46到末端執(zhí)行器20的接頭21至26的向量表示為s[j](j＝1，2，3，4，5，6)。應(yīng)注意，如果運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)是準(zhǔn)確的，沒有重力變形或間隙等會(huì)引起機(jī)械誤差的因素影響，則位置向量N[j]與t[j]之間的距離與向量s[j]、o[j]的和相同。
如上所述，當(dāng)執(zhí)行校準(zhǔn)時(shí)，調(diào)整工具50安裝在末端執(zhí)行器20上，調(diào)整工具50的軸線與末端執(zhí)行器20的軸線一致。在基準(zhǔn)坐標(biāo)系6上，調(diào)整工具50的頂端位置表示為位置向量為p[1]、p[2]、p[3](分別為X、Y、Z坐標(biāo)值)，調(diào)整工具50頂端的方向坐標(biāo)表示為p[4]、p[5]、p[6](分別為繞A、B、C旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的角度或方向角)。對(duì)于末端執(zhí)行器20，為了確定其相對(duì)于末端執(zhí)行器20軸線的基準(zhǔn)方向，指定一側(cè)表面為基準(zhǔn)表面。
為了進(jìn)行校準(zhǔn)，在基準(zhǔn)坐標(biāo)系6的規(guī)定位置提供基準(zhǔn)物體(圖中未示出)，如基準(zhǔn)孔、基準(zhǔn)針、基準(zhǔn)球、基準(zhǔn)平面或DBB系統(tǒng)的固定球等。末端執(zhí)行器20的定位是通過將調(diào)整工具50設(shè)置在相對(duì)于基準(zhǔn)物體的某一姿勢(shì)而實(shí)現(xiàn)的。另外，就執(zhí)行末端執(zhí)行器20的定位，包括其方向角而言，最好是采用具有經(jīng)過精密加工或處理的平直表面和多個(gè)基準(zhǔn)孔的基準(zhǔn)夾具，每個(gè)基準(zhǔn)孔都是精密地、垂直地形成于該平直表面中?；鶞?zhǔn)坐標(biāo)系6的Z軸正交于基準(zhǔn)板60的基準(zhǔn)表面5，Y軸在基準(zhǔn)板60的基準(zhǔn)表面5上垂直延伸，X軸在基準(zhǔn)板60的基準(zhǔn)表面5上水平延伸，并且正交于X軸和Y軸，原點(diǎn)位于三軸相交處。具體而言，Z軸上從原點(diǎn)到并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置1的坐標(biāo)值為正值，Y軸上原點(diǎn)以上的坐標(biāo)值為正值，X軸上原點(diǎn)以后的坐標(biāo)值為正值。因此，X、Y、Z軸坐標(biāo)構(gòu)成右手笛卡兒坐標(biāo)系。此外，繞X軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，X軸稱為A旋轉(zhuǎn)軸；繞Y軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，Y軸稱為B旋轉(zhuǎn)軸；繞Z軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，Z軸稱為C旋轉(zhuǎn)軸。在正方向上繞各旋轉(zhuǎn)軸A、B和C順時(shí)針旋轉(zhuǎn)具有正值。
接下來(lái)將說(shuō)明第一種模式中的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置1，它使用一包括度盤規(guī)的基準(zhǔn)工具為調(diào)整工具50，而末端執(zhí)行器20的定位，包括其方向角，是相對(duì)于一夾具板的經(jīng)過精密加工或處理的上表面中形成的一基準(zhǔn)孔來(lái)手動(dòng)完成。第二種模式中，使用測(cè)量探針為調(diào)整工具50，測(cè)量探針與一基準(zhǔn)塊的基準(zhǔn)表面直接接觸。第三種模式中，也使用測(cè)量探針為調(diào)整工具50，但測(cè)量探針與一基準(zhǔn)塊的內(nèi)壁相接觸。第四種模式中，也使用測(cè)量探針為調(diào)整工具50，但測(cè)量探針與一基準(zhǔn)球相接觸。第五種模式中則使用DBB系統(tǒng)。
無(wú)需贅言，在所有上述五種模式中，調(diào)整工具的精確長(zhǎng)度是存儲(chǔ)在數(shù)控裝置100中。在第二至第五種模式中，調(diào)整工具的長(zhǎng)度指從末端執(zhí)行器20的側(cè)表面到測(cè)量探針頂端上的球或到DBB系統(tǒng)的可動(dòng)球中心的長(zhǎng)度。
第一種模式描述的情形是，并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)4的全部運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)(以下也稱為“全體運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)”)中的一部分是固定的，為已知運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，要計(jì)算的是固定運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)之外的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。在關(guān)于計(jì)算裝置113的說(shuō)明中，對(duì)確定全體運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的計(jì)算方法的說(shuō)明使用了一個(gè)前提，即該計(jì)算方法普遍適用。如果將上述計(jì)算方法運(yùn)用于某個(gè)情形，該情形中，全體運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的一部分是作為固定的已知參數(shù)來(lái)處理，則運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)x[]是按要計(jì)算的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)(即全體運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)除去固定的已知運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)后剩下的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù))與固定的已知運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的順序來(lái)排列的。這種情況下，描述為運(yùn)動(dòng)學(xué)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)(有時(shí)簡(jiǎn)稱為運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù))的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)x[]被認(rèn)為是全體運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，而描述為需由計(jì)算裝置113計(jì)算的物體的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)x[]則被認(rèn)為是需計(jì)算的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。應(yīng)注意，對(duì)被描述為需由計(jì)算裝置113計(jì)算的物體的參數(shù)運(yùn)用了對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)求偏微分法。
此外，對(duì)第一種模式中的計(jì)算裝置113的說(shuō)明包括了對(duì)同時(shí)計(jì)算未知運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)與需計(jì)算的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的說(shuō)明。因此，第一種模式中，運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)x[](有時(shí)簡(jiǎn)稱為運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù))包括未知運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，其中運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)x[]是按需計(jì)算的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)、未知運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)與固定的已知運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的順序排列的。如果運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)x[](有時(shí)簡(jiǎn)稱為運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù))被描述為運(yùn)動(dòng)學(xué)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，則運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)x[]表示全體運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。如果運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)x[]被描述為需計(jì)算的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，則運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)x[]表示需計(jì)算的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)以及未知運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。
<第一種模式>
第一種模式中，使用一三維測(cè)量裝置或類似設(shè)備來(lái)計(jì)算末端執(zhí)行器20各接頭的位置，然后通過固定各接頭的位置來(lái)計(jì)算除固定運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)之外的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。第一種模式采用了數(shù)據(jù)獲取過程，相對(duì)于一基準(zhǔn)夾具的經(jīng)過精密加工或處理的上表面中形成的一基準(zhǔn)孔，并利用度盤規(guī)，通過操作手柄來(lái)執(zhí)行包括末端執(zhí)行器20的方向角在內(nèi)的精確定位。可以應(yīng)用該模式的情況是，數(shù)控裝置100中設(shè)置的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)所用的坐標(biāo)系原點(diǎn)與在加工臺(tái)3附屬的基準(zhǔn)夾具上新定義的基準(zhǔn)坐標(biāo)系6的原點(diǎn)存在較大差異。這種模式中，通過操作手柄來(lái)調(diào)整X、Y、Z軸和A、B、C旋轉(zhuǎn)軸，以執(zhí)行術(shù)端執(zhí)行器20相對(duì)于基準(zhǔn)板70中的基準(zhǔn)孔71的定位。這種模式中，假設(shè)末端執(zhí)行器20的接頭21至26的位置向量T[j](j＝1，2，3，4，5，6)已知，要計(jì)算的是已知位置向量之外的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。通過操作手柄執(zhí)行定位的過程與利用5軸裝置的調(diào)整操作類似。因此，裝置操作員很容易學(xué)會(huì)定位操作。另外，可以利用已知的裝置工具來(lái)執(zhí)行定位過程，而無(wú)需進(jìn)行任何修改。
裝置1具有選擇手柄模式的按鈕或選擇開關(guān)，還具有從X、Y、Z、A、B、C軸和支柱軸共計(jì)12個(gè)軸中選擇其一進(jìn)行手柄操作的選擇開關(guān)。旋轉(zhuǎn)裝置1上的手柄時(shí)，手柄會(huì)產(chǎn)生一個(gè)正的或負(fù)的移動(dòng)脈沖，使末端執(zhí)行器20相對(duì)所選軸移動(dòng)。此外，在手柄的特定部位上，裝置1還具備用來(lái)選擇每刻度移動(dòng)量單位的選擇開關(guān)。裝置1還具有數(shù)值控制功能，接收所產(chǎn)生的移動(dòng)脈沖作為相對(duì)所選軸的移動(dòng)命令，并通過將對(duì)應(yīng)移動(dòng)脈沖的坐標(biāo)加到當(dāng)前坐標(biāo)上來(lái)計(jì)算移動(dòng)后的坐標(biāo)，由此改變末端執(zhí)行器20的方向。
但在以下所說(shuō)明的情況中，只進(jìn)行末端執(zhí)行器20相對(duì)X、Y、Z軸和A、B、C的調(diào)整，使末端執(zhí)行器20的位置和方向發(fā)生改變，而沒有進(jìn)行末端執(zhí)行器20相對(duì)支柱軸的調(diào)整。
圖4A和4B說(shuō)明第一種模式中的數(shù)據(jù)獲取過程，其中圖4A說(shuō)明獲取末端執(zhí)行器20相對(duì)于X、Y、Z軸的位置坐標(biāo)和相對(duì)于A、B軸的方向角的步驟，而圖4B說(shuō)明獲取末端執(zhí)行器20相對(duì)于C軸的方向角的步驟。C軸被定義為末端執(zhí)行器的基準(zhǔn)方向。這種模式中，首先將夾具板70精確設(shè)置在基準(zhǔn)坐標(biāo)系6中的已知位置。夾具板70中有多個(gè)基準(zhǔn)孔71分別形成在基準(zhǔn)孔上表面75中的規(guī)定位置，基準(zhǔn)孔上表面75與經(jīng)過精密加工或處理的平直表面——基準(zhǔn)上表面73平齊?；鶞?zhǔn)孔上表面75構(gòu)成夾具板70的上表面，其中形成有基準(zhǔn)孔71，并且它與各基準(zhǔn)孔71的圓柱形內(nèi)壁的軸線正交?；鶞?zhǔn)孔71內(nèi)壁的軸線與基準(zhǔn)孔上表面75的交點(diǎn)被定義為基準(zhǔn)孔71的中心位置坐標(biāo)。
“精確設(shè)置夾具板70”指將夾具板70安裝在這樣一個(gè)位置，使得具有基準(zhǔn)孔71的夾具板70的基準(zhǔn)孔上表面75平行于基準(zhǔn)坐標(biāo)系6的XY平面，并得以確定基準(zhǔn)孔71在基準(zhǔn)坐標(biāo)系6上的中心位置坐標(biāo)。基準(zhǔn)孔71的中心位置坐標(biāo)被定義為(x0，y0，z0)。有規(guī)定數(shù)量的基準(zhǔn)孔71形成在夾具板70中的相應(yīng)位置處，但圖4A僅顯示兩個(gè)基準(zhǔn)孔71。這種模式中，如圖4A所示，將附有度盤規(guī)56和57的基準(zhǔn)工具55用作調(diào)整工具50。
如圖4B所示，末端執(zhí)行器20的側(cè)表面上有一水準(zhǔn)器53，用來(lái)確定末端執(zhí)行器20的基準(zhǔn)方向，即C軸。具體而言，這種模式中，水平安裝的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置1用來(lái)確定末端執(zhí)行器20的基準(zhǔn)方向，即C軸，其中基座10的法線方向與圖1平面上的垂直方向正交。末端執(zhí)行器20的基準(zhǔn)方向，即C軸，是通過水平放置末端執(zhí)行器20的側(cè)表面來(lái)確定的。
這種模式中，末端執(zhí)行器20的定位是相對(duì)于基準(zhǔn)板70的基準(zhǔn)孔71和基準(zhǔn)孔上表面75來(lái)執(zhí)行。因此，操作員在校準(zhǔn)前通過操作測(cè)量方法選擇器131，選擇表1所示的類型＝1作為測(cè)量方法。作為第一種模式中需測(cè)量的基準(zhǔn)物體的“基準(zhǔn)孔”，包括基準(zhǔn)孔所在的基準(zhǔn)孔上表面。計(jì)算裝置113從誤差評(píng)估函數(shù)存儲(chǔ)器132中提取對(duì)應(yīng)于類型＝1的誤差評(píng)估函數(shù)，即方程式(4)或方程式(9)，并將所提取的誤差評(píng)估函數(shù)用于計(jì)算運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。
圖5是表示上述第一種模式中執(zhí)行數(shù)據(jù)獲取的操作流程圖。當(dāng)裝置1的操作員通過選擇開關(guān)選擇手柄模式時(shí)(步驟S301)，將完成標(biāo)記設(shè)為“1”(步驟S302)。在操作員通過選擇開關(guān)選擇X、Y、Z、A、B、C軸中需調(diào)整的一個(gè)目標(biāo)軸后，選擇所需的手柄移動(dòng)單位(步驟S303)，并旋轉(zhuǎn)手柄(步驟S304)。
數(shù)控裝置100檢測(cè)選定的移動(dòng)單位和指示手柄旋轉(zhuǎn)量的刻度，并計(jì)算末端執(zhí)行器20相對(duì)所選軸的移動(dòng)量，以及移動(dòng)后末端執(zhí)行器20的位置或角度。移動(dòng)后的位置或角度是通過將算出的移動(dòng)量與末端執(zhí)行器當(dāng)前的位置或角度相加得到的。數(shù)控裝置100用逆運(yùn)動(dòng)學(xué)根據(jù)算出的位置或角度計(jì)算支柱坐標(biāo)，通過驅(qū)動(dòng)支柱使末端執(zhí)行器20移動(dòng)(步驟S305)。在這種手柄操作模式中，相對(duì)A、B或C軸的方向變化是繞基準(zhǔn)工具55的頂端進(jìn)行的。
接著，操作員對(duì)基準(zhǔn)工具55手動(dòng)旋轉(zhuǎn)360度，同時(shí)保持末端執(zhí)行器20不動(dòng)(步驟S306)。此時(shí)，操作員看到度盤規(guī)56、57發(fā)生變化，由此判斷該變化是否在允許范圍內(nèi)(步驟S307)。這種操作中，每次旋轉(zhuǎn)基準(zhǔn)工具55時(shí)，度盤規(guī)56、57便與基準(zhǔn)孔71的內(nèi)壁和基準(zhǔn)孔上表面75接觸，從而檢測(cè)零點(diǎn)。并不需要獲得相對(duì)X、Y軸和A、B軸的變化的絕對(duì)值。如果該變化超出允許范圍(步驟S307的結(jié)果為“否”)，流程返回到步驟S303。另一方面，如果判斷該變化是在允許范圍內(nèi)(步驟S307的結(jié)果為“是”)，則流程前進(jìn)至Z方向定位。
這種模式中，使用厚度已知的塊規(guī)72，將其插入夾具板70的基準(zhǔn)表面與基準(zhǔn)工具55的頂端之間，進(jìn)行Z方向的定位(步驟S308)。然后設(shè)置末端執(zhí)行器20的基準(zhǔn)方向，即C軸。
設(shè)置末端執(zhí)行器20的基準(zhǔn)方向即C軸時(shí)，首先由位于末端執(zhí)行器20側(cè)表面上的水準(zhǔn)器53檢測(cè)末端執(zhí)行器20側(cè)表面的傾斜度Δc。如果檢測(cè)結(jié)果顯示|Δc|＞ea(步驟S310的結(jié)果為“是”)，則末端執(zhí)行器20繞C軸旋轉(zhuǎn)Δc(步驟S311)，并且將完成標(biāo)記設(shè)為“0”(步驟S312)。另一方面，如果步驟S310的檢測(cè)結(jié)果為否(步驟S310的結(jié)果為“否”)，則完成標(biāo)記仍為“1”，末端執(zhí)行器20基準(zhǔn)方向即C軸的設(shè)置已完成。
接下來(lái)將判斷完成標(biāo)記是否仍為“1”(步驟S313)。如果判斷結(jié)果顯示完成標(biāo)記被設(shè)為“0”(步驟S313的結(jié)果為“否”)，則判斷結(jié)果意味著流程通過了步驟S311和S312，換言之，C軸已改變，并且由于C軸的變化，X、Y、Z、A、B軸的位置也發(fā)生了輕微的偏移。因此，流程返回到步驟S302，重新定義末端執(zhí)行器20的位置坐標(biāo)。另一方面，如果判斷結(jié)果顯示完成標(biāo)記仍為“1”(步驟S313的結(jié)果為“是”)，則判斷結(jié)果意味著所有相對(duì)X、Y、Z、A、B、C軸的調(diào)整皆已完成。末端執(zhí)行器20的方向坐標(biāo)由方向驅(qū)動(dòng)控制器122確定。
接下來(lái)執(zhí)行精確定位。首先將塊規(guī)72的厚度設(shè)為基準(zhǔn)工具55頂端的定位校正量w(步驟S314)。由此，進(jìn)行精確定位的末端執(zhí)行器20的位置坐標(biāo)被設(shè)為(x0，y0，z0+w)。另外還將末端執(zhí)行器20的方向角設(shè)置為(0，0，0)(步驟S315)。這樣就完成了精確定位。然后，數(shù)據(jù)獲取裝置114向計(jì)算裝置113發(fā)送所獲得的位置坐標(biāo)和方向坐標(biāo)，以及作為末端執(zhí)行器姿勢(shì)指定信息的測(cè)量方法選擇代碼(類型＝1)。接著，數(shù)據(jù)獲取裝置114讀出數(shù)控裝置100中存儲(chǔ)的支柱坐標(biāo)(步驟S316)，并且將所獲取的支柱坐標(biāo)作為驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)發(fā)送給計(jì)算裝置113。這樣就完成了獲取并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置1的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)計(jì)算所需的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)獲取過程。
在前面的說(shuō)明中，定位包括末端執(zhí)行器20基準(zhǔn)方向即C軸的設(shè)置?；蛘呖梢允÷阅┒藞?zhí)行器20基準(zhǔn)方向即C軸的設(shè)置，也可以省略水準(zhǔn)器53。換言之，在這種模式中，只有至少確定了X、Y、Z、A和B軸，就可以準(zhǔn)確計(jì)算運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。具體而言，通過獲取末端執(zhí)行器20在基準(zhǔn)坐標(biāo)系6中的某一姿勢(shì)的位置坐標(biāo)(X，Y，Z)和兩個(gè)方向坐標(biāo)(A，B)，就可以獲得末端執(zhí)行器姿勢(shì)指定信息。在第一種模式描述的情形中，數(shù)據(jù)是基于單一基準(zhǔn)物體，即單一測(cè)量方法獲取的。替代實(shí)施例中，可以附加使用第二至第五種模式中獲取的數(shù)據(jù)。
接下來(lái)說(shuō)明使用數(shù)據(jù)獲取過程中獲取的數(shù)據(jù)對(duì)并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置1進(jìn)行校準(zhǔn)的過程。在第一至第五種模式中，校準(zhǔn)是基于描述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)4中的正向運(yùn)動(dòng)學(xué)的關(guān)系表達(dá)式來(lái)進(jìn)行?？梢詫?duì)上述方式進(jìn)行修改，以基于描述逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的關(guān)系表達(dá)式來(lái)執(zhí)行校準(zhǔn)。在基于使用逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的關(guān)系表達(dá)式的校準(zhǔn)中，僅使用第一種模式的數(shù)據(jù)獲取過程中獲取的數(shù)據(jù)。換言之，不能附加使用第二至第五種模式的數(shù)據(jù)獲取過程中獲取的數(shù)據(jù)。描述正向運(yùn)動(dòng)學(xué)和逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的關(guān)系表達(dá)式分別為以下的方程式(1)和(2)p[]＝g(s[]，x[])…(1)s[]＝f(p[]，x[])…(2)具體而言，在正向運(yùn)動(dòng)學(xué)中，使用支柱坐標(biāo)s[]和運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)x[]，根據(jù)描述正向運(yùn)動(dòng)學(xué)的函數(shù)g來(lái)計(jì)算位置坐標(biāo)和方向坐標(biāo)p[]。類似地，在逆運(yùn)動(dòng)學(xué)中，使用位置坐標(biāo)和方向坐標(biāo)p[]，根據(jù)描述逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的函數(shù)f來(lái)計(jì)算支柱坐標(biāo)s[]。一般而言，描述逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的函數(shù)f的函數(shù)形式可以明確界定，而描述正向運(yùn)動(dòng)學(xué)的函數(shù)g的函數(shù)形式則無(wú)法明確界定。
圖6是說(shuō)明根據(jù)上述實(shí)施例執(zhí)行校準(zhǔn)的操作流程圖。首先，計(jì)算裝置113從數(shù)據(jù)獲取裝置114中接收定位數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)獲取步驟S315中獲取的位置坐標(biāo)和方向坐標(biāo)p[idx][]，表示測(cè)量方法的類型[idx]，以及數(shù)據(jù)獲取步驟S316中獲取的支柱坐標(biāo)s[idx][](步驟S151)。該模式中，類型[idx]恒為“1”。當(dāng)附加使用第二至第五種模式的數(shù)據(jù)獲取過程所獲取的數(shù)據(jù)時(shí)，類型[idx]是一個(gè)重要的因數(shù)。中括號(hào)[]中的數(shù)據(jù)是從1到6。[1]、[2]和[3]分別表示X、Y、Z坐標(biāo)，即位置坐標(biāo)。[4]、[5]和[6]分別表示A、B、C坐標(biāo)，即方向坐標(biāo)。[idx]是指示數(shù)據(jù)集的指數(shù)，idx＝1、2、3、……、n(n為數(shù)據(jù)獲取所需的數(shù)據(jù)集數(shù)量)。
使用一臺(tái)三維測(cè)量裝置所獲得的測(cè)量值來(lái)指定末端執(zhí)行器20六個(gè)接頭的位置。因此，有必要獲取與需計(jì)算的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)數(shù)量相同的關(guān)系表達(dá)式，而不是測(cè)量值。換言之，需要二十四個(gè)關(guān)系表達(dá)式或坐標(biāo)數(shù)據(jù)18(＝3×6)個(gè)數(shù)據(jù)用來(lái)指定基座10六個(gè)接頭的位置，其中3表示X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)；以及6個(gè)數(shù)據(jù)用來(lái)指定六個(gè)支柱的原點(diǎn)偏移。另一方面，如果在某一情形中，將末端執(zhí)行器20設(shè)置在某一姿勢(shì)，以便獲得關(guān)于X、Y、Z、A、B和C軸的所有坐標(biāo)數(shù)據(jù)，則從一個(gè)數(shù)據(jù)集就可以獲得六個(gè)關(guān)系表達(dá)式或坐標(biāo)數(shù)據(jù)。此時(shí)需要收集四個(gè)以上的數(shù)據(jù)集。如果包括末端執(zhí)行器20六個(gè)接頭的位置在內(nèi)全體運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)均需得到確定，則需要四十二個(gè)關(guān)系表達(dá)式或坐標(biāo)數(shù)據(jù)18(＝3×6)個(gè)數(shù)據(jù)用來(lái)指定基座10六個(gè)接頭的位置；18(＝3×6)個(gè)數(shù)據(jù)用來(lái)指定末端執(zhí)行器20六個(gè)接頭的位置；以及6個(gè)數(shù)據(jù)用來(lái)指定六個(gè)支柱的原點(diǎn)偏移。此時(shí)需要收集七個(gè)以上的數(shù)據(jù)集。
本說(shuō)明書中的關(guān)系表達(dá)式數(shù)量指彼此獨(dú)立的關(guān)系表達(dá)式的數(shù)量。如果從所獲數(shù)據(jù)中導(dǎo)出的一個(gè)關(guān)系表達(dá)式從屬于另一個(gè)關(guān)系表達(dá)式，則需要將末端執(zhí)行器設(shè)置在適當(dāng)?shù)淖藙?shì)或定位位置以獲取數(shù)據(jù)。
接下來(lái)，相對(duì)于所需的數(shù)據(jù)集數(shù)量或更多數(shù)量，計(jì)算裝置113計(jì)算使得誤差評(píng)估函數(shù)d之和量小的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)x[]。
F=Σidx=1n{d(type[idx],p[idx][],s[idx][],x[],u[idx][]}···(3)]]>根據(jù)用于獲取有關(guān)位置坐標(biāo)和方向坐標(biāo)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)物體類型的不同，換言之，根據(jù)測(cè)量方法的不同，誤差評(píng)估函數(shù)d有其自己的形式。誤差評(píng)估函數(shù)是一個(gè)關(guān)系表達(dá)式，用于描述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置1的正向運(yùn)動(dòng)學(xué)。換言之，誤差評(píng)估函數(shù)是一個(gè)直接導(dǎo)出自描述正向運(yùn)動(dòng)學(xué)的關(guān)系表達(dá)式的關(guān)系表達(dá)式。表1顯示了與需測(cè)量的基準(zhǔn)物體相對(duì)應(yīng)的誤差評(píng)估函數(shù)的實(shí)例。
表1

該模式中，測(cè)量方法為類型[idx]＝1。因此，計(jì)算裝置113從誤差評(píng)估函數(shù)存儲(chǔ)器132中提取對(duì)應(yīng)于類型＝1的誤差評(píng)估函數(shù)，并根據(jù)所提起的誤差評(píng)估函數(shù)，即以下方程式(4)的中括號(hào){}內(nèi)的數(shù)學(xué)表達(dá)式執(zhí)行計(jì)算。換言之，計(jì)算裝置113根據(jù)所獲取的數(shù)據(jù)，直接使用描述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)4的正向運(yùn)動(dòng)學(xué)的方程式(1)來(lái)計(jì)算運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。
F=Σidx=1n{Σi(p[idx][i]-g(s[idx][],x[])[i])2}…(4)]]>此處，g(s[]，x[])[i]表示函數(shù)g的第i個(gè)值。方程式(4)的導(dǎo)出前提是，如果運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)是準(zhǔn)確的，不受重力變形或間隙等引起機(jī)械誤差因素的影響，則根據(jù)正向運(yùn)動(dòng)學(xué)的基本方程式，如方程式(1)所示，末端執(zhí)行器20的位置坐標(biāo)(以及方向坐標(biāo))p[]與g(s[]，x[])一致。使方程式(4)最小的解x[]滿足以下非線性聯(lián)立方程式(5)，該方程式是通過使用相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)對(duì)方程式(4)求偏微分而得到的。
∂F∂x[i]=0(i=1,2,3,···,m)···(5)]]>此處，m表示運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)數(shù)量。由于無(wú)法分析求解非線性聯(lián)立方程式(5)，因此用Newton-Raphson法等漸近法求解方程式(5)。由于描述正向運(yùn)動(dòng)學(xué)的函數(shù)g的函數(shù)形式?jīng)]有明確界定，因此很難分析求解函數(shù)g。然而，即使該函數(shù)形式?jīng)]有明確界定，但只要函數(shù)g的一個(gè)解、對(duì)函數(shù)g的相應(yīng)運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的一次微分值和二次微分值是已知的，就可以使用漸近法。
首先設(shè)置運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)x[]的初始值x0[]。數(shù)控裝置100中當(dāng)前設(shè)置的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)可以用作初始值。然后通過漸近法求解方程式(5)。方程式(5)的求解方法如下使用F中的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)x[i]在一次偏微分x[]＝x0[]中獲得值c[j]，使用F中的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)x[j]在二次偏微分x[]＝x0[]中獲得值a[i][j]，然后求解以下線性聯(lián)立方程式(6)，其中c[i]、a[i][j]為系數(shù)。
a[i][1]×(x[1]-x(0)[1])+…+a[i][m]×(x[m]-x0[m])＝-C[i](i＝1，2，3，…，m)…(6)進(jìn)而將求解方程式(6)所得的解，即使用漸近法求解非線性方程式(5)所得的解，重新確定為初始值x0[]。循環(huán)重復(fù)此計(jì)算，直到值x0[]收斂。但是，有必要使用運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)對(duì)函數(shù)g執(zhí)行一次偏微分和二次偏微分，以便獲得a[i][j]。例如，可以使用以下方程式(7)進(jìn)行近似計(jì)算，從而進(jìn)行一次偏微分，其中x1[i]＝x0[i]-e/2(e為給定的較小量)，x1[j]＝x0[j](j≠i)，x2[i]＝x0[i]+e/2，x2[j]＝x0[j](j≠i)。
∂g(s[],x[0])∂x[i]≈(g(s[],x1[])+g(s[],x2[]))e···(7)]]>此處的符號(hào)“≈”表示方程式左右兩側(cè)幾乎相等，g(s[]，x1[])是g(s[]，x[])在x[]＝x1[]時(shí)的解。與一次偏微分類似，可以使用以下方程式(8)進(jìn)行近似計(jì)算來(lái)執(zhí)行二次偏微分，其中x1[j]＝x0[j]-e/2，x1[k]＝x0[k](k≠j)，x2[j]＝x0[j]+e/2，x2[k]＝x0[k](k≠j)。
∂∂x[j](∂g(s[],x0[]∂x[i])≈(∂g(s[],x1[])∂x[i]+∂g(s[],x2[])∂x[i])e···(8)]]>上述使用漸近法來(lái)最小化方程式(4)的算法僅僅是一個(gè)例子，其它最小化算法也可以使用。另外，上述算法使得可以用簡(jiǎn)單的最小化問題來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的復(fù)雜校準(zhǔn)算法。換言之，本發(fā)明旨在揭示一種計(jì)算運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的方法以替代傳統(tǒng)的復(fù)雜方法，它基于獲取的所需數(shù)量的數(shù)據(jù)集，使方程式(4)相對(duì)于所有坐標(biāo)數(shù)據(jù)，包括XYZ位置坐標(biāo)和ABC方向坐標(biāo)最小化。
此外，還可以將方程式(4)轉(zhuǎn)換為以下的方程式(9)。
F=Σidx{Σi((p[idx][i]-g(s[idx][],x[])[i])×u[idx][i])2}···(9)]]>使方程式(9)最小化的解x[]可以通過運(yùn)用與最小化方程式(4)的方法類似的方法，即方程式(5)至(8)來(lái)獲得。方程式(9)中的系數(shù)u[idx][i]是已獲取數(shù)據(jù)p[idx][i]的誤差評(píng)估系數(shù)。每個(gè)誤差評(píng)估系數(shù)都是給定的權(quán)重系數(shù)，需與每個(gè)位置坐標(biāo)和方向坐標(biāo)相乘。例如，在數(shù)據(jù)p[idx][i]的一部分無(wú)法獲取的情況下，數(shù)據(jù)p[idx][i]的未獲取部分的誤差評(píng)估系數(shù)被設(shè)為“0”，而對(duì)于數(shù)據(jù)p[idx][i]的已獲取部分，將乘以適當(dāng)?shù)恼`差評(píng)估系數(shù)。該方法適用的情形是根據(jù)相對(duì)于X、Y、Z、A和B軸的坐標(biāo)數(shù)據(jù)來(lái)執(zhí)行校準(zhǔn)，不包括相對(duì)于C軸的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，不使用水準(zhǔn)器53；或者僅使用以下第二至第五種模式中描述的坐標(biāo)數(shù)據(jù)的一部分，拋棄其余坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
具體而言，如果第idx1個(gè)數(shù)據(jù)表示X軸方向上的位置坐標(biāo)，則指定u[idx1][1]＝1且u[idx][i]＝0(i＝2，3，…)。如果第idx2個(gè)數(shù)據(jù)分別表示X、Y、Z軸方向上的位置坐標(biāo)，則指定u[idx2][1]＝1(i＝1，2，3)且u[idx2][i]＝0(i＝4，5，6)。該方法使得在獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，相對(duì)于多個(gè)軸同時(shí)測(cè)量坐標(biāo)的情形得以消除，由此使得可以相對(duì)這些軸單獨(dú)執(zhí)行測(cè)量。
通過改變這些單位的各權(quán)重系數(shù)，也可以使用誤差評(píng)估系數(shù)來(lái)調(diào)整位置系數(shù)(X，Y，Z)及方向系數(shù)(A，B，C)。另外，允許操作員來(lái)設(shè)置誤差評(píng)估函數(shù)的值。針對(duì)需要相對(duì)于所有目標(biāo)軸獲取的目標(biāo)數(shù)據(jù)，可以將誤差評(píng)估函數(shù)的值設(shè)置為例如“1000”；針對(duì)目標(biāo)數(shù)據(jù)以外的數(shù)據(jù)，可以將誤差評(píng)估函數(shù)的值設(shè)置為例如“1”，由此便能執(zhí)行高精度校準(zhǔn)，其中對(duì)末端執(zhí)行器20的基準(zhǔn)定位位置應(yīng)用非常大的權(quán)重系數(shù)。
第一種模式中，至少一部分已根據(jù)基準(zhǔn)孔71定義的位置坐標(biāo)和方向坐標(biāo)，即至少X、Y、Z、A、B坐標(biāo)與根據(jù)所獲取的支柱坐標(biāo)、使用方程式(1)所描述的正向運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算所得的位置坐標(biāo)和方向坐標(biāo)的至少一部分坐標(biāo)g[s[]，x[]]一致，只要運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)是準(zhǔn)確的并且不受重力變形或間隙等引起機(jī)械誤差的因素影響。具體而言，定位誤差(posturingerror)是指末端執(zhí)行器坐標(biāo)系與基準(zhǔn)坐標(biāo)系之間的位置坐標(biāo)和方向坐標(biāo)差異，例如基準(zhǔn)孔71的X坐標(biāo)與利用正向運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算的X坐標(biāo)之間的差異。對(duì)應(yīng)于類型＝1的誤差評(píng)估函數(shù)由定位誤差定義。換言之，誤差評(píng)估函數(shù)明確包括定位誤差，且用于評(píng)估定位誤差。第二至第五種模式中應(yīng)用了該思想。
接下來(lái)，計(jì)算裝置113使用方程式(4)中描述的誤差評(píng)估函數(shù)d計(jì)算運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)x，它使得相對(duì)于所有獲取的有關(guān)表1所示類型＝1的數(shù)據(jù)的誤差評(píng)估函數(shù)之和最小。
如果用方向命令代替第一種模式(以及第二至第五種模式)中的支柱坐標(biāo)，計(jì)算裝置113將根據(jù)數(shù)控裝置100中當(dāng)前設(shè)置的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，使用逆運(yùn)動(dòng)學(xué)將方向命令轉(zhuǎn)換成支柱坐標(biāo)，然后使用支柱坐標(biāo)計(jì)算運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。
<第二種模式>
圖7A和7B說(shuō)明本發(fā)明第二種模式中的數(shù)據(jù)獲取過程，其中圖7A顯示執(zhí)行數(shù)據(jù)獲取過程時(shí)一調(diào)整工具的頂端及其鄰近情況，而圖7B是從Y軸方向觀察所得的側(cè)視圖。第二種模式使用尺寸已知的長(zhǎng)方體形基準(zhǔn)塊610，它有一個(gè)處在規(guī)定位置的基準(zhǔn)平面?；鶞?zhǔn)孔610的尺寸是結(jié)構(gòu)指定信息的實(shí)例?；鶞?zhǔn)塊610的基準(zhǔn)平面是需測(cè)量的基準(zhǔn)物體的實(shí)例，由平直表面上的一點(diǎn)和正交該平面的一個(gè)向量定義。
首先將經(jīng)過精密加工或處理的基準(zhǔn)塊610精確放置在基準(zhǔn)坐標(biāo)系6中的已知位置?！熬_放置基準(zhǔn)塊610”指將基準(zhǔn)塊610安裝在這樣一個(gè)位置，以便確定基準(zhǔn)平面接觸區(qū)域上的一點(diǎn)的精確坐標(biāo)值，在該接觸區(qū)域上，下述測(cè)量探針與對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)塊610的上表面或側(cè)表面的基準(zhǔn)表面彼此接觸，以及確定正交于基準(zhǔn)平面的一向量的精確值。
然后，將測(cè)量探針520(球形探針的實(shí)例)用作調(diào)整工具50，測(cè)量探針520的半徑r和長(zhǎng)度L均已知。半徑r為測(cè)量探針520頂端上的球的半徑，長(zhǎng)度L為測(cè)量探針520桿部分的長(zhǎng)度，包括頂端球的直徑。測(cè)量探針520安裝在末端執(zhí)行器20上，測(cè)量探針520的軸與末端執(zhí)行器20的軸一致。
測(cè)量探針520內(nèi)置有接觸式傳感器，能夠感知與之接觸的物體。結(jié)構(gòu)與測(cè)量探針520相似，但沒有內(nèi)置接觸式傳感器的工具稱為“球桿”，它是球形探針的又一實(shí)例。測(cè)量探針520可以執(zhí)行自動(dòng)測(cè)量，而球桿只能執(zhí)行手動(dòng)測(cè)量。第二至第五種模式說(shuō)明使用測(cè)量探針520或DBB系統(tǒng)的自動(dòng)測(cè)量。但是，也可以將關(guān)于自動(dòng)測(cè)量的數(shù)據(jù)獲取程序和使用數(shù)據(jù)獲取程序的校準(zhǔn)方法應(yīng)用于手動(dòng)測(cè)量。
第二種模式中，對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)塊610上表面或側(cè)表面的基準(zhǔn)平面用作需測(cè)量的基準(zhǔn)物體。因此，裝置1的操作員在校準(zhǔn)前通過操作測(cè)量方法選擇器131，選擇表1中的類型＝2作為測(cè)量方法。在不同的情形中，如果基準(zhǔn)塊610表面的標(biāo)準(zhǔn)向量分別與X、Y、Z軸平行，則選擇類型＝1，換言之即選擇定義X、Y、Z坐標(biāo)值的模式，將相對(duì)于進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取的目標(biāo)軸的誤差評(píng)估系數(shù)設(shè)為“1”，而將相對(duì)于目標(biāo)軸以外的軸的誤差評(píng)估系數(shù)設(shè)為“0”。選擇類型＝2后，計(jì)算裝置113從誤差評(píng)估函數(shù)存儲(chǔ)器132中提取對(duì)應(yīng)于類型＝2的誤差評(píng)估函數(shù)，將該誤差評(píng)估函數(shù)用于運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)計(jì)算。在第二至第四種模式中，為了便于說(shuō)明，假設(shè)測(cè)量探針520頂端球的半徑r為零，從而在表1所示的誤差評(píng)估函數(shù)中不考慮該半徑。
接下來(lái)，如圖7A所示，通過自動(dòng)啟動(dòng)末端執(zhí)行器20，測(cè)量探針520與基準(zhǔn)塊610的基準(zhǔn)平面接觸。此時(shí)，數(shù)據(jù)獲取裝置114獲取數(shù)控裝置100中存儲(chǔ)的支柱坐標(biāo)s。數(shù)據(jù)獲取裝置114向計(jì)算裝置113發(fā)送所獲取的作為驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)的支柱坐標(biāo)，以及基準(zhǔn)平面上接觸點(diǎn)處的坐標(biāo)值、基準(zhǔn)平面的正交向量和作為末端執(zhí)行器姿勢(shì)指定信息的測(cè)量方法選擇代碼(類型＝2)。改變末端執(zhí)行器20的方向，或者改變基準(zhǔn)塊610的基準(zhǔn)平面或測(cè)量區(qū)域，然后循環(huán)重復(fù)上述數(shù)據(jù)獲取過程，直到獲得某一足以用于確定運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的數(shù)量的數(shù)據(jù)為止。
與測(cè)量探針520接觸的基準(zhǔn)表面上的接觸點(diǎn)的X、Y、Z坐標(biāo)值分別定義為p[1]、p[2]和p[3]，基準(zhǔn)平面的標(biāo)準(zhǔn)(單位)向量的X、Y、Z分量分別定義為p[4]、p[5]和p[6]。如果運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)是準(zhǔn)確的且不受重力變形或間隙等引起機(jī)械誤差的因素影響，則從p[]所表示的平直表面到位置坐標(biāo)g[s[]，x[]]所表示的點(diǎn)的距離與測(cè)量探針520頂端球的半徑r重合，位置坐標(biāo)g[s[]，x[]]是根據(jù)所獲取的支柱坐標(biāo)s和運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)x，利用正向運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算得來(lái)，也即測(cè)量探針520頂端球中心處的位置坐標(biāo)(在以下說(shuō)明中稱為“頂端球的中心坐標(biāo)”)。換言之，基準(zhǔn)平面與假想球之間的差異被定義為定位誤差，基準(zhǔn)平面對(duì)應(yīng)于由位置坐標(biāo)和基準(zhǔn)塊610的尺寸定義的基準(zhǔn)塊610的一表面，假想球的中心對(duì)應(yīng)于測(cè)量探針520頂端球的中心坐標(biāo)，該中心坐標(biāo)是根據(jù)數(shù)控裝置100中存儲(chǔ)的支柱坐標(biāo)利用正向運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算得來(lái)，假想球的半徑對(duì)應(yīng)于頂端球的半徑r。對(duì)應(yīng)于類型＝2的誤差評(píng)估函數(shù)由定位誤差定義。計(jì)算裝置113計(jì)算運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)x，它使得表1中對(duì)應(yīng)于類型＝2的誤差評(píng)估函數(shù)相對(duì)于所有獲取的數(shù)據(jù)之和最小，所使用的誤差評(píng)估函數(shù)是方程式(3)所表示的誤差評(píng)估函數(shù)d。運(yùn)用該方法，便可以獲得準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。
第二種模式中，基準(zhǔn)塊610的上表面和側(cè)表面用作基準(zhǔn)平面。需測(cè)量的基準(zhǔn)物體可以是長(zhǎng)方體形塊之外的任何物體，只要基準(zhǔn)物體滿足以下條件與測(cè)量探針520接觸的基準(zhǔn)平面上的接觸點(diǎn)的準(zhǔn)確坐標(biāo)值是已知的，正交于基準(zhǔn)平面的向量的準(zhǔn)確值是已知的，并且至少定義了三個(gè)彼此不平行的基準(zhǔn)平面。與其它模式相結(jié)合，可以有利地得到第二種模式的效果。
<第三種模式>
圖8A至8C說(shuō)明上述實(shí)施例第三種模式中的數(shù)據(jù)獲取過程，其中圖8A顯示執(zhí)行數(shù)據(jù)獲取過程時(shí)一調(diào)整工具的頂端及其鄰近情況，圖8B是沿平行于X軸的平面截取的斷面圖，而圖8C是從Z軸方向觀察所得的頂視圖。首先，將夾具板611精確放置在基準(zhǔn)坐標(biāo)系6中的已知位置，夾具板611的給定位置處形成有數(shù)個(gè)基準(zhǔn)圓柱形孔630。每個(gè)基準(zhǔn)圓柱形孔630都具有已知半徑R。半徑R為結(jié)構(gòu)指定信息的實(shí)例?；鶞?zhǔn)圓柱形孔630是需測(cè)量的基準(zhǔn)物體的實(shí)例，基準(zhǔn)圓柱形孔630的內(nèi)壁是需測(cè)量的基準(zhǔn)物體的基準(zhǔn)表面的實(shí)例。
“精確放置夾具板611”指將夾具板611安裝在這樣一個(gè)位置，以便確定基準(zhǔn)圓柱形孔630的中心線或軸上某一點(diǎn)處坐標(biāo)(Xc，Yc，Zc)(以下稱為基準(zhǔn)圓柱形孔630的中心坐標(biāo))的精確值，以及基準(zhǔn)圓柱形孔630軸方向上單位向量的精確值?；鶞?zhǔn)圓柱形孔630的中心坐標(biāo)用作基準(zhǔn)物體的位置坐標(biāo)。
然后將半徑r和長(zhǎng)度L已知的測(cè)量探針520用作調(diào)整工具50。測(cè)量探針520安裝在末端執(zhí)行器20上，測(cè)量探針520的軸與末端執(zhí)行器20的軸一致。
第三種模式中，基準(zhǔn)圓柱形孔630用作需測(cè)量的基準(zhǔn)物體。因此，裝置1的操作員在校準(zhǔn)前通過操作測(cè)量方法選擇器131，選擇表1中的類型＝3作為測(cè)量方法。選擇類型＝3后，計(jì)算裝置113從誤差評(píng)估函數(shù)存儲(chǔ)器132中提取對(duì)應(yīng)于類型＝3的誤差評(píng)估函數(shù)，將該誤差評(píng)估函數(shù)用于運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)計(jì)算。
接下來(lái)，如圖8A和8B所示，末端執(zhí)行器20自動(dòng)啟動(dòng)，將測(cè)量探針520推入基準(zhǔn)圓柱形孔630中，并使測(cè)量探針520沿實(shí)質(zhì)上水平的目標(biāo)方向移動(dòng)，即沿實(shí)質(zhì)上正交于基準(zhǔn)圓柱形孔630軸的方向移動(dòng)，使測(cè)量探針520與基準(zhǔn)圓柱形孔的內(nèi)壁接觸。此時(shí)，數(shù)據(jù)獲取裝置114獲取數(shù)控裝置100中存儲(chǔ)的支柱坐標(biāo)s。數(shù)據(jù)獲取裝置114向計(jì)算裝置113發(fā)送所獲取的作為驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)的支柱坐標(biāo)，以及基準(zhǔn)圓柱形孔630的中心坐標(biāo)、基準(zhǔn)圓柱形孔630半徑方向和軸線方向上的單位向量和作為末端執(zhí)行器姿勢(shì)指定信息的測(cè)量方法選擇代碼(類型＝3)。改變末端執(zhí)行器20的方向，或者改變需測(cè)量的基準(zhǔn)圓柱形孔630，或者改變測(cè)量探針520為與基準(zhǔn)圓柱形孔630的內(nèi)壁接觸而移動(dòng)的方向，然后循環(huán)重復(fù)上述數(shù)據(jù)獲取過程，直到獲得某一足以用于確定運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的數(shù)量的數(shù)據(jù)為止。
基準(zhǔn)圓柱形孔630中心處的X、Y、Z坐標(biāo)值分別定義為p[1]、p[2]和p[3]，基準(zhǔn)圓柱形孔630軸線方向上的單位向量分別定義為p[4]、p[5]和p[6]。另外，將基準(zhǔn)圓柱形孔630與測(cè)量探針520頂端球之間的半徑距離定義為p[7]。
如果運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)是準(zhǔn)確的且不受重力變形或間隙等引起機(jī)械誤差的因素影響，則基準(zhǔn)圓柱形孔630與測(cè)量探針520頂端球之間的半徑差(R-r)與從該頂端球中心坐標(biāo)所表示的點(diǎn)到基準(zhǔn)圓柱形孔630軸上中心坐標(biāo)所表示的點(diǎn)的距離一致，前一點(diǎn)的坐標(biāo)是根據(jù)所獲取的支柱坐標(biāo)s和運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)x，利用方程式(1)表達(dá)的正向運(yùn)動(dòng)學(xué)來(lái)計(jì)算。換言之，定位誤差指在連接基準(zhǔn)圓柱形孔630中心與測(cè)量探針520頂端球中心的直線上，根據(jù)基準(zhǔn)圓柱形孔630中心坐標(biāo)和半徑計(jì)算的基準(zhǔn)圓柱形孔630內(nèi)壁與對(duì)應(yīng)于測(cè)量探針520頂端球的假想球之間的差異，該假想球是根據(jù)數(shù)控裝置100中存儲(chǔ)的支柱坐標(biāo)，利用正向運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算得來(lái)。對(duì)應(yīng)于類型＝3的誤差評(píng)估函數(shù)由定位誤差定義。計(jì)算裝置113計(jì)算運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)x，它使得表1中對(duì)應(yīng)于類型＝3的誤差評(píng)估函數(shù)相對(duì)于所有獲取的數(shù)據(jù)之和最小，所使用的誤差評(píng)估函數(shù)是方程式(3)所表示的誤差評(píng)估函數(shù)d。運(yùn)用該方法，便可以獲得準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。
在第三種模式所描述的配置中，基準(zhǔn)圓柱形孔630定義于基準(zhǔn)坐標(biāo)系6中。也可以使用基準(zhǔn)針來(lái)代替基準(zhǔn)圓柱形孔630作為需測(cè)量的基準(zhǔn)物體的實(shí)例。圖9A和9B說(shuō)明上述第三種模式的修改模式中的數(shù)據(jù)獲取過程，其中圖9A顯示執(zhí)行數(shù)據(jù)獲取過程時(shí)一調(diào)整工具的頂端及其鄰近情況，而圖9B是圖9A的局部放大視圖。在該修改模式中，將柱形基準(zhǔn)針640安裝在夾具板612表面上的已知位置，夾具板612位于基準(zhǔn)坐標(biāo)系6中的已知位置。使用基準(zhǔn)針640的修改模式與使用基準(zhǔn)圓柱形孔630的第三種模式的不同之處在于第三種模式中，用作測(cè)量因數(shù)的是基準(zhǔn)圓柱形孔630與測(cè)量探針520頂端球之間的半徑差，而在修改模式中，用作測(cè)量因數(shù)的是基準(zhǔn)針640與測(cè)量探針520頂端球之半徑和(R+r)。利用修改后的測(cè)量方式，通過計(jì)算使表1中對(duì)應(yīng)于類型＝3的誤差評(píng)估函數(shù)最小的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)x，便可獲得準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。第三種模式的修改模式中獲得的數(shù)據(jù)可以與其它模式中獲得的數(shù)據(jù)一起使用。
<第四種模式>
圖10A和10B說(shuō)明本發(fā)明第四種模式中的數(shù)據(jù)獲取過程，其中圖10A顯示執(zhí)行數(shù)據(jù)獲取過程時(shí)一調(diào)整工具的頂端及其鄰近情況，而圖10B是圖10A的局部放大視圖。首先，作為需測(cè)量的基準(zhǔn)物體的實(shí)例，具有帶桿基準(zhǔn)球650的夾具板613被精確放置在基準(zhǔn)坐標(biāo)系6中的已知位置。借助桿將半徑R已知的基準(zhǔn)球650放置在夾具板613表面上的規(guī)定位置。半徑R為結(jié)構(gòu)指定信息的實(shí)例?！熬_放置夾具板613”指將夾具板613安裝在這樣一個(gè)位置，以便確定基準(zhǔn)坐標(biāo)系6中基準(zhǔn)球650中心坐標(biāo)(Xc，Yc，Zc)的準(zhǔn)確值。
然后將半徑r和長(zhǎng)度L已知的測(cè)量探針520用作調(diào)整工具50。測(cè)量探針520安裝在末端執(zhí)行器20上，測(cè)量探針520的軸與末端執(zhí)行器20的軸一致。
第四種模式中，基準(zhǔn)球650用作需測(cè)量的基準(zhǔn)物體。因此，裝置1的操作員在校準(zhǔn)前通過操作測(cè)量方法選擇器131，選擇表1中的類型＝4作為需測(cè)量的基準(zhǔn)物體，即測(cè)量方法。選擇類型＝4后，計(jì)算裝置113從誤差評(píng)估函數(shù)存儲(chǔ)器132中提取對(duì)應(yīng)于類型＝4的誤差評(píng)估函數(shù)，將該誤差評(píng)估函數(shù)用于運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)計(jì)算。
接下來(lái)，如圖10A和10B所示，末端執(zhí)行器20自動(dòng)啟動(dòng)，使測(cè)量探針520與基準(zhǔn)球650外表面接觸。此時(shí)，數(shù)據(jù)獲取裝置114獲取數(shù)控裝置100中存儲(chǔ)的支柱坐標(biāo)s。數(shù)據(jù)獲取裝置114向計(jì)算裝置113發(fā)送所獲取的作為驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)的支柱坐標(biāo)，基準(zhǔn)球650的中心坐標(biāo)和半徑，以及作為末端執(zhí)行器姿勢(shì)指定信息的測(cè)量方法選擇代碼(類型＝4)。改變與基準(zhǔn)球650接觸的接觸區(qū)域，或者改變末端執(zhí)行器20的方法，或者改變基準(zhǔn)球650在夾具板613上的配置位置，然后循環(huán)重復(fù)上述數(shù)據(jù)獲取過程，直到獲得某一足以用于確定運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的數(shù)量的數(shù)據(jù)為止。
基準(zhǔn)球650中心處的X、Y、Z坐標(biāo)分別定義為p[1]、p[2]和p[3]，基準(zhǔn)球650的半徑R與測(cè)量探針520頂端球的半徑r之和定義為p[4]。
如果運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)是準(zhǔn)確的且不受重力變形或間隙等引起機(jī)械誤差因素的影響，則基準(zhǔn)球650與測(cè)量探針520頂端球的半徑和(R+r)與從基準(zhǔn)球650中心到測(cè)量探針520頂端球中心坐標(biāo)所表示的點(diǎn)的距離一致，后一點(diǎn)的坐標(biāo)是根據(jù)所獲取的支柱坐標(biāo)s和運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)x，利用方程式(1)所表達(dá)的正向運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算得來(lái)。換言之，定位誤差指在連接基準(zhǔn)球650中心與測(cè)量探針520頂端球中心的直線上，由基準(zhǔn)球650中心坐標(biāo)和半徑定義的基準(zhǔn)球650外壁與中心對(duì)應(yīng)于測(cè)量探針520頂端球中心坐標(biāo)的假想球之間的差異，測(cè)量探針520頂端球中心坐標(biāo)是根據(jù)數(shù)控裝置100中存儲(chǔ)的支柱坐標(biāo)，利用正向運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算得來(lái)。對(duì)應(yīng)于類型＝4的誤差評(píng)估函數(shù)由定位誤差定義。計(jì)算裝置113計(jì)算運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)x，它使得表1中對(duì)應(yīng)于類型＝4的誤差評(píng)估函數(shù)相對(duì)于所有獲取的數(shù)據(jù)之和最小，所使用的誤差評(píng)估函數(shù)是方程式(3)所表示的誤差評(píng)估函數(shù)d。運(yùn)用該方法，便可以獲得準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。與其它模式相結(jié)合，可以有利地得到第四種模式的效果。
<第五種模式>
圖11A和11B說(shuō)明本發(fā)明第五種模式中的數(shù)據(jù)獲取過程，其中圖11A顯示執(zhí)行數(shù)據(jù)獲取過程時(shí)一調(diào)整工具的頂端及其鄰近情況，而圖11B是一DBB系統(tǒng)的局部放大視圖。首先將作為測(cè)距計(jì)實(shí)例的DBB系統(tǒng)660放置在基準(zhǔn)坐標(biāo)系6中的已知位置。此時(shí)，DBB系統(tǒng)660所處的位置使得可以確定DBB系統(tǒng)660固定球662中心坐標(biāo)的準(zhǔn)確值。在圖11A的實(shí)例中，DBB系統(tǒng)660位于夾具板614的表面上。
然后，將長(zhǎng)度L已知的調(diào)整工具664用作調(diào)整工具50。調(diào)整工具664安裝在末端執(zhí)行器20上，調(diào)整工具664的軸與末端執(zhí)行器20的軸一致。接下來(lái)，調(diào)整工具664與DBB系統(tǒng)660相互固定，使得安裝在末端執(zhí)行器20上的調(diào)整工具664頂端的軸與DBB系統(tǒng)660可動(dòng)球663的旋轉(zhuǎn)中心一致。
第五種模式中，由于使用DBB系統(tǒng)60，裝置1的操作員在校準(zhǔn)前通過操作測(cè)量方法選擇器131，選擇表1中的類型＝5作為測(cè)量方法。選擇類型＝5后，計(jì)算裝置113從誤差評(píng)估函數(shù)存儲(chǔ)器132中提取對(duì)應(yīng)于類型＝5的誤差評(píng)估函數(shù)，將該誤差評(píng)估函數(shù)用于運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)計(jì)算。對(duì)應(yīng)于表1中類型＝5的誤差評(píng)估函數(shù)中的指示“關(guān)”代表原點(diǎn)偏移，稍后將加以說(shuō)明。在數(shù)據(jù)獲取階段，原點(diǎn)偏移是未知的，因此計(jì)算裝置113一并計(jì)算原點(diǎn)偏移與運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，使得誤差評(píng)估函數(shù)相時(shí)于獲取的所需數(shù)量數(shù)據(jù)之和最小。
接下來(lái)，如圖11A和11B所示，固定調(diào)整工具664的可動(dòng)球663可以在DBB系統(tǒng)660的測(cè)量范圍內(nèi)沿不同方向繞固定球662的中心轉(zhuǎn)動(dòng)，固定球662與可動(dòng)球663之間的距離即半徑R是固定的。在以下的說(shuō)明中，將可動(dòng)球663的轉(zhuǎn)動(dòng)稱為“球形運(yùn)動(dòng)”。在可動(dòng)球6663做球形運(yùn)動(dòng)時(shí)，改變末端執(zhí)行器20的方向至關(guān)重要。第五種模式中，“將調(diào)整工具664設(shè)置在已知姿勢(shì)”指將調(diào)整工具664設(shè)置在這樣一個(gè)位置，以便允許可動(dòng)球663做球形運(yùn)動(dòng)，從而獲取必要的數(shù)據(jù)。DBB系統(tǒng)660需測(cè)量的距離為從半徑R中減去原點(diǎn)偏移即測(cè)量誤差后獲得的距離，半徑R為固定球662與可動(dòng)球663中心之間的距離。
將調(diào)整工具664設(shè)置在已知姿勢(shì)后，數(shù)據(jù)獲取裝置114獲取數(shù)控裝置100中存儲(chǔ)的支柱坐標(biāo)s。然后，數(shù)據(jù)獲取裝置114向計(jì)算裝置113發(fā)送所獲取的作為驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)的支柱坐標(biāo)，固定球662的中心坐標(biāo)， DBB系統(tǒng)660測(cè)得的值，以及作為末端執(zhí)行器姿勢(shì)指定信息的測(cè)量方法選擇代碼(類型＝5)。將調(diào)整工具664設(shè)置在不同的定位位置上，包括改變末端執(zhí)行器20的方向，并且將DBB系統(tǒng)660設(shè)置在總共三到四個(gè)不同區(qū)域，然后循環(huán)重復(fù)上述數(shù)據(jù)獲取過程，直到獲得某一足以用于確定運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的數(shù)量的數(shù)據(jù)為止。
對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)球650中心的X、Y、Z坐標(biāo)分別定義為p[1]、p[2]和p[3]，DBB系統(tǒng)660所測(cè)得的值定義為p[4]。
如果運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)是準(zhǔn)確的且不受重力變形或間隙等引起機(jī)械誤差的因素影響，則根據(jù)所獲取的支柱坐標(biāo)和運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，利用正向運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算得來(lái)的從固定球662的中心到可動(dòng)球663的中心的距離，與半徑R一致，半徑R為DBB系統(tǒng)660原點(diǎn)偏移與DBB系統(tǒng)660測(cè)得的值之和。換言之，定位誤差指從可動(dòng)球663(對(duì)應(yīng)于第二至第四種模式中測(cè)量探針520的頂端球)中心坐標(biāo)所表示的點(diǎn)到固定球662中心坐標(biāo)所表示的點(diǎn)的距離與DBB系統(tǒng)測(cè)得的值與原點(diǎn)偏移之和所代表的距離之間的差異，前一點(diǎn)的坐標(biāo)是根據(jù)數(shù)控裝置100中存儲(chǔ)的支柱坐標(biāo)，利用正向運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算得來(lái)。對(duì)應(yīng)于類型＝5的誤差評(píng)估函數(shù)由定位誤差定義。數(shù)控裝置100計(jì)算運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)x，它使得表1中對(duì)應(yīng)于類型＝5的誤差評(píng)估函數(shù)相對(duì)于所有獲取的數(shù)據(jù)以及原點(diǎn)偏移之和最小，所使用的誤差評(píng)估函數(shù)是方程式(3)所表示的誤差評(píng)估函數(shù)d。運(yùn)用該方法，便可以獲得準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。
為了完全定義基準(zhǔn)坐標(biāo)系6與運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)之間的相關(guān)，需要將DBB系統(tǒng)660放置在三個(gè)或更多不同區(qū)域。如果僅將DBB系統(tǒng)660放置在一個(gè)測(cè)量區(qū)域來(lái)獲取數(shù)據(jù)，則無(wú)法完全定義旋轉(zhuǎn)軸方向上的數(shù)據(jù)，從而無(wú)法完全定義基準(zhǔn)坐標(biāo)系6與運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)之間的相關(guān)。利用上述測(cè)量方法，可以獲得無(wú)數(shù)的解，無(wú)法確定運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。這是因?yàn)槭够鶞?zhǔn)坐標(biāo)系6繞著DBB系統(tǒng)660固定球662旋轉(zhuǎn)只會(huì)導(dǎo)致獲取相同的數(shù)據(jù)。這種情況下，一般來(lái)說(shuō)，所獲取的數(shù)據(jù)中包括冗余參數(shù)。同樣的思想也應(yīng)用到將DBB系統(tǒng)660放置在兩個(gè)測(cè)量區(qū)域的情形。
<關(guān)于其它變型的說(shuō)明>
(A)上述實(shí)施例描述了6×6并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置工具，它包括末端執(zhí)行器上的六個(gè)接頭和基座上的六個(gè)接頭。也可以將本發(fā)明應(yīng)用于裝置人、操縱器和具有并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的測(cè)量裝置。更進(jìn)一步，本發(fā)明不僅適用于6×6并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置工具，還適用于3×3并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置工具，如圖12所示，它包括末端執(zhí)行器上的三個(gè)接頭和基座上的三個(gè)接頭。
(B)在以上說(shuō)明的實(shí)施例中，作為通過直線狀驅(qū)動(dòng)軸即支柱的伸縮來(lái)控制末端執(zhí)行器的位置及方向的裝置的一個(gè)例子，取斯圖爾特平臺(tái)進(jìn)行了說(shuō)明。但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，而是可以用于旋轉(zhuǎn)型的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置多根驅(qū)動(dòng)軸通過接頭彼此連接，通過控制連接到各驅(qū)動(dòng)軸的接頭角度或各驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)角度來(lái)控制末端執(zhí)行器的位置和方向；或者也可以用于直接驅(qū)動(dòng)型并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)軸的一端連接到末端執(zhí)行器，另一端由滑塊沿導(dǎo)軌直接驅(qū)動(dòng)，以控制末端執(zhí)行器的位置和方向。更進(jìn)一步，本發(fā)明也適用于根據(jù)定義正向運(yùn)動(dòng)學(xué)和逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的非線性聯(lián)立方程式來(lái)控制的任何并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置，即使裝置的自由度少于6個(gè)。
(C)在上述實(shí)施例描述的情形中，加工臺(tái)3或基準(zhǔn)板60的基準(zhǔn)表面5與基準(zhǔn)坐標(biāo)系6的XY平面平行。但是，基準(zhǔn)坐標(biāo)系6可以與基準(zhǔn)板60的基準(zhǔn)表面5成任意角度。
(D)在第一種模式描述的情形中，基準(zhǔn)孔71形成于與夾具板70上表面73齊平的基準(zhǔn)孔上表面75中，上表面73與基準(zhǔn)坐標(biāo)系6的XY平面平行。但是，基準(zhǔn)孔71也可以形成在具有以已知角度傾斜的基準(zhǔn)孔上表面75的傾斜夾具板中，末端執(zhí)行器的定位可以相對(duì)于傾斜夾具板來(lái)執(zhí)行。圖13A至13D顯示一平直夾具板及一傾斜夾具板，其中圖13A是從末端執(zhí)行器20觀察所得的平直夾具板圖，圖13B是圖13A的側(cè)視圖，圖13C是從末端執(zhí)行器20觀察所得的傾斜夾具板圖，而圖13D是圖13C的側(cè)視圖。
利用平直夾具板，只需相對(duì)于基準(zhǔn)方向即0度定義相對(duì)于A軸和B軸的方向角。如果所使用的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置的基座接頭和末端執(zhí)行器接頭接近平行位置關(guān)系，則即使獲取了大量數(shù)據(jù)，由所獲數(shù)據(jù)定義的關(guān)系表達(dá)式也僅是一個(gè)線性相關(guān)方程式。因此，全體運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)將無(wú)法準(zhǔn)確確定。有鑒于此，在第一種模式使用的配置中，首先利用三維測(cè)量裝置獲得末端執(zhí)行器接頭的位置坐標(biāo)，然后利用測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算其它運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。
另一方面，如果使用傾斜夾具板，則利用傾斜角度可變的基準(zhǔn)孔上板中形成的基準(zhǔn)孔，可以獲得包括末端執(zhí)行器20不同方向坐標(biāo)(A，B)在內(nèi)的數(shù)據(jù)。此修改模式中，由于沒有使用水準(zhǔn)器，故無(wú)法將末端執(zhí)行器20設(shè)置在基準(zhǔn)方向上，即C軸上。但是，使用誤差評(píng)估系數(shù)便可確定運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，而無(wú)需考慮末端執(zhí)行器20的基準(zhǔn)方向即C軸。該修改模式中，基于將末端執(zhí)行器20設(shè)置在不同方向角所獲得的數(shù)據(jù)，可以容易地獲得彼此獨(dú)立的多個(gè)關(guān)系表達(dá)式。由此便可精確地確定包括末端執(zhí)行器接頭位置在內(nèi)的全體運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。
(E)在第一種模式和修改模式(D)所描述的數(shù)據(jù)獲取方法中，利用基準(zhǔn)孔和基準(zhǔn)孔上表面，至少同時(shí)獲得了基準(zhǔn)坐標(biāo)系6中末端執(zhí)行器20相對(duì)于X、Y、Z軸的位置坐標(biāo)和相對(duì)于A、B軸的方向坐標(biāo)。上述方法要求基準(zhǔn)夾具具有經(jīng)過精密加工或處理的基準(zhǔn)上表面，并且基準(zhǔn)孔具有圓柱形內(nèi)壁，它沿著基準(zhǔn)孔軸線垂直延伸至基準(zhǔn)上表面。但是，基準(zhǔn)坐標(biāo)系6中末端執(zhí)行器相對(duì)于各軸的位置坐標(biāo)和方向坐標(biāo)也可以分別獲得。換言之，在第一種模式的坐標(biāo)數(shù)據(jù)獲取過程中，基準(zhǔn)坐標(biāo)系6中末端執(zhí)行器方向坐標(biāo)的獲取可以獨(dú)立于其位置坐標(biāo)的獲取。
上述修改模式說(shuō)明，利用一個(gè)有基準(zhǔn)平面而無(wú)孔的基準(zhǔn)夾具和一個(gè)度盤規(guī)，可以獲取僅定義基準(zhǔn)坐標(biāo)系6中末端執(zhí)行器方向坐標(biāo)的數(shù)據(jù)。在該修改模式所使用的基準(zhǔn)夾具中，X、Y、Z位置坐標(biāo)被近似定義，而末端執(zhí)行器的傾斜角度被精確定義。通過調(diào)整A軸和B軸來(lái)獲取數(shù)據(jù)，調(diào)整工具的軸線與基準(zhǔn)夾具的基準(zhǔn)平面正交。然后，將相對(duì)于X、Y、Z、A、B、C軸的誤差評(píng)估系數(shù)設(shè)置成例如(0，0，0，1，1，0)，以定義由基準(zhǔn)表面傾斜度確定的A、B軸。換言之，該修改模式中并不定義或考慮X、Y、Z和C軸。僅僅定義A、B軸的數(shù)據(jù)與其它模式中的數(shù)據(jù)獲取過程所獲取的數(shù)據(jù)一起使用特別有利。
例如，利用該修改模式中的數(shù)據(jù)獲取過程所獲取的數(shù)據(jù)和第一種模式中的數(shù)據(jù)獲取過程所獲取的數(shù)據(jù)，便可以確定包括末端執(zhí)行器接頭位置在內(nèi)的全體運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。在運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)基于上述模式中獲取的數(shù)據(jù)而獲得的情況下，由于重力變形等引起機(jī)械誤差的因素影響，有關(guān)末端執(zhí)行器位置或方向的定位誤差可能仍然存在。為了使至少與末端執(zhí)行器基準(zhǔn)方向有關(guān)的方向誤差接近于零，在靠近基準(zhǔn)方向的某一方向上獲取用于末端執(zhí)行器的數(shù)據(jù)，并將一較大誤差評(píng)估系數(shù)，例如(0，0，0，1000，1000，0)與所獲取的數(shù)據(jù)相加，從而獲得精確定義基準(zhǔn)方向上末端執(zhí)行器方向角的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。
(F)在第二至第四種模式中，描述了利用作為調(diào)整工具50的測(cè)量探針進(jìn)行的自動(dòng)測(cè)量。但是，利用球桿的手動(dòng)測(cè)量在確定可靠度較小的初始運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)時(shí)特別有效。即使運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)有數(shù)量級(jí)為例如幾百毫米的測(cè)量誤差，通過操作手柄來(lái)定位末端執(zhí)行器，也可以獲得末端執(zhí)行器的位置坐標(biāo)和方向坐標(biāo)，從而精確地確定運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。
(G)第一至第五種模式中的數(shù)據(jù)獲取過程可以相互合并使用。根據(jù)普通的數(shù)據(jù)獲取方法，存在位置坐標(biāo)無(wú)法獲得的空間區(qū)域。在此空間區(qū)域中，第三種模式可以有效地獲取數(shù)據(jù)。具體而言，第二種模式中，在長(zhǎng)方體形塊所處的位置，需要減少空間區(qū)域的尺寸?？紤]絕對(duì)定位誤差，獲取相對(duì)于該塊(作為需測(cè)量的基準(zhǔn)物體)的位置坐標(biāo)等數(shù)據(jù)，便能夠確定運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。更進(jìn)一步，可以在加工臺(tái)3或基準(zhǔn)板60中形成一經(jīng)過精密加工或處理的基準(zhǔn)槽，基準(zhǔn)槽的側(cè)壁作為基準(zhǔn)物體的基準(zhǔn)平面，針對(duì)該側(cè)壁執(zhí)行第二種模式中的數(shù)據(jù)獲取過程?？紤]關(guān)于較大工作區(qū)域中末端執(zhí)行器定位的絕對(duì)定位信息，該修改模式能夠獲得運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。如果合并使用各種模式，則獲取足以確定運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的數(shù)據(jù)，利用所獲取的全體數(shù)據(jù)來(lái)確定運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。
(H)上述模式中，基準(zhǔn)物體被精確放置于基準(zhǔn)坐標(biāo)系6中的已知位置。但是，也可以不太精確地放置基準(zhǔn)物體。如果將基準(zhǔn)物體放置在一近似位置，可以將放置位置以及運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)識(shí)別為未知，雖然這樣會(huì)增加要獲取的數(shù)據(jù)及數(shù)量。第五種模式中，需要將DBB系統(tǒng)放置在至少三個(gè)不同位置來(lái)獲取數(shù)據(jù)。如果結(jié)合其它模式來(lái)執(zhí)行數(shù)據(jù)獲取，則可以只將DBB系統(tǒng)放置在一個(gè)位置來(lái)獲取數(shù)據(jù)。例如，將DBB系統(tǒng)放置在一近似位置，然后另外使用第一種模式中的數(shù)據(jù)獲取過程來(lái)獲得三組或更多組數(shù)據(jù)。將DBB系統(tǒng)的放置位置以及運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)識(shí)別為未知，考慮圓整誤差，該修改模式能夠確定運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。
(I)上述定位技術(shù)僅僅是幾個(gè)實(shí)例。只要能夠獲取確定運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)所需的數(shù)據(jù)，可以使用除上述定位技術(shù)以外的任何定位技術(shù)。例如，第一種模式中可以使用具有半徑已知的鐵針的示蹤頭或者激光測(cè)距計(jì)。上述模式中，末端執(zhí)行器的定位是通過各種模式中分別設(shè)置的測(cè)量方法來(lái)執(zhí)行的。但是，也可以合并使用數(shù)種定位技術(shù)。修改模式中，可以利用根據(jù)所獲取數(shù)據(jù)的形式而分別設(shè)置的誤差評(píng)估函數(shù)來(lái)計(jì)算運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。
一般而言，為實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例而執(zhí)行的例程，無(wú)論是作為操作系統(tǒng)的一部分，還是作為特定應(yīng)用程序、組件、程序、對(duì)象、模型或指令序列，都將被稱為“程序”。該程序包括在不同時(shí)間駐留在計(jì)算機(jī)的不同內(nèi)存和存儲(chǔ)裝置中的一個(gè)或多個(gè)指令，這些指令驅(qū)使計(jì)算機(jī)執(zhí)行必要的步驟，以便執(zhí)行具體化本發(fā)明各方面的步驟或元件。
本發(fā)明的實(shí)施例已經(jīng)并且還將以計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的功能為背景來(lái)說(shuō)明。但是，本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人士應(yīng)明白，本發(fā)明的各種實(shí)施例可以作為各種形式的程序產(chǎn)品來(lái)發(fā)布，而且不管采用何種特定媒質(zhì)形式來(lái)進(jìn)行發(fā)布，本發(fā)明都平等適用。媒質(zhì)形式的例子包括但不限于可記錄式媒質(zhì)，如揮發(fā)性和不揮發(fā)性存儲(chǔ)器、軟盤和其它移動(dòng)磁盤、硬盤、光盤(CD-ROM、DVD等)等，以及傳輸式媒質(zhì)，如數(shù)字和模擬通信鏈路，包括因特網(wǎng)。
如上所述，本發(fā)明的新的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置，包括，并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，具有由支撐平臺(tái)支撐的基座、末端執(zhí)行器、以及具有多根驅(qū)動(dòng)軸用以將所述末端執(zhí)行器固定在所述基座中的并聯(lián)連接機(jī)構(gòu)；數(shù)控裝置，根據(jù)所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)，通過驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)軸來(lái)控制所述末端執(zhí)行器的位置和方向；姿勢(shì)調(diào)節(jié)裝置，在所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)外部預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)坐標(biāo)系中，根據(jù)規(guī)定的測(cè)量方法將安裝在所述末端執(zhí)行器上的調(diào)整工具調(diào)節(jié)至已知姿勢(shì)，所述末端執(zhí)行器的軸線與所述調(diào)整工具的軸線一致；數(shù)據(jù)獲取裝置，用來(lái)獲取具有在所述調(diào)整工具通過所述姿勢(shì)調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)至已知姿勢(shì)時(shí)，對(duì)應(yīng)于指定所述姿勢(shì)調(diào)節(jié)裝置所使用的測(cè)量方法的測(cè)量方法選擇代碼的形式的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)還規(guī)定所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)所需的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)與所述基準(zhǔn)坐標(biāo)系之間的相互關(guān)系；以及計(jì)算裝置，直接使用描述所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)正向運(yùn)動(dòng)學(xué)的關(guān)系表達(dá)式，根據(jù)所獲取的數(shù)據(jù)，至少計(jì)算出所述運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。
所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置，最好還包括測(cè)量方法選擇器，用來(lái)選擇所述測(cè)量方法選擇代碼；誤差評(píng)估函數(shù)存儲(chǔ)器，用來(lái)存儲(chǔ)至少一個(gè)誤差評(píng)估函數(shù)，該誤差評(píng)估函數(shù)，由所述測(cè)量方法選擇器選擇的測(cè)量方法選擇代碼來(lái)指定，用來(lái)評(píng)估所獲取的數(shù)據(jù)，并且是描述所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)正向運(yùn)動(dòng)學(xué)的關(guān)系表達(dá)式；所述計(jì)算裝置，從所述誤差評(píng)估函數(shù)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的誤差評(píng)估函數(shù)中提取測(cè)量方法選擇代碼所指定的誤差評(píng)估函數(shù)，并且使用所提取的誤差評(píng)估函數(shù)來(lái)計(jì)算所述運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，這些運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)使所述誤差評(píng)估函數(shù)相對(duì)于一定數(shù)量的足以用于確定所述運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的數(shù)據(jù)集之和最小。
所述計(jì)算裝置，最好利用漸近法，將首次傳給計(jì)算裝置的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)用作初始值來(lái)獲得非線性聯(lián)立方程式的解，作為需測(cè)量的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，非線性聯(lián)立方程式的求解方法是計(jì)算誤差評(píng)估函數(shù)相對(duì)于所述數(shù)量的足以用來(lái)確定運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的數(shù)據(jù)集之和，利用相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)對(duì)該和求偏微分，然后將偏微分的結(jié)果設(shè)為零。
所述數(shù)據(jù)獲取裝置，獲取，用于在所述基準(zhǔn)坐標(biāo)系中對(duì)所述末端執(zhí)行器的位置和方向的至少一部分進(jìn)行定義的末端執(zhí)行器姿勢(shì)指定信息，以及用于對(duì)通過將所述調(diào)整工具設(shè)置在已知姿勢(shì)而予以確定的所述末端執(zhí)行器的姿勢(shì)與所述運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)之間的相關(guān)性進(jìn)行定義的驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)，作為要獲取的數(shù)據(jù)。
所述調(diào)整工具，最好包括位置坐標(biāo)調(diào)整器和方向坐標(biāo)調(diào)整器，所述姿勢(shì)調(diào)節(jié)裝置，最好設(shè)置在基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的規(guī)定位置，該姿勢(shì)調(diào)節(jié)裝置可以將調(diào)整工具設(shè)置在這樣一個(gè)位置，以便能夠根據(jù)與一基準(zhǔn)孔軸線正交的基準(zhǔn)平面和坐標(biāo)調(diào)整器所獲得的測(cè)量值來(lái)指定調(diào)整工具在基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的位置坐標(biāo)，從而固定末端執(zhí)行器的位置坐標(biāo)，該基準(zhǔn)孔的內(nèi)壁沿著基準(zhǔn)孔軸線方向延伸，該姿勢(shì)調(diào)節(jié)裝置還可以使方向調(diào)整器繞著調(diào)整工具軸線旋轉(zhuǎn)到這樣一個(gè)方向，以便能夠根據(jù)方向調(diào)整器旋轉(zhuǎn)面與基準(zhǔn)平面之間的相互關(guān)系，指定末端執(zhí)行器在基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的兩個(gè)方向坐標(biāo)，從而固定末端執(zhí)行器的兩個(gè)方向坐標(biāo)，所述兩個(gè)方向坐標(biāo)分別代表末端執(zhí)行器相對(duì)于末端執(zhí)行器軸線的傾斜度，數(shù)據(jù)獲取裝置可以獲取通過將調(diào)整工具設(shè)置在基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的已知姿勢(shì)而予以確定的末端執(zhí)行器在基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的位置坐標(biāo)和兩個(gè)方向坐標(biāo)，作為末端執(zhí)行器姿勢(shì)指定信息。
誤差評(píng)估函數(shù)最好由定位誤差定義，該定位誤差對(duì)應(yīng)于末端執(zhí)行器在基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的至少一部分位置坐標(biāo)和方向坐標(biāo)與根據(jù)末端執(zhí)行器坐標(biāo)系中的驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)、利用正向運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算得來(lái)的末端執(zhí)行器的至少一部分位置坐標(biāo)和方向坐標(biāo)之間的差異，該位置坐標(biāo)和方向坐標(biāo)構(gòu)成末端執(zhí)行器姿勢(shì)指定信息，該定位誤差為基準(zhǔn)坐標(biāo)系與末端執(zhí)行器坐標(biāo)系中的對(duì)應(yīng)坐標(biāo)之間的差異。
為了定義定位誤差，誤差評(píng)估函數(shù)最好乘以一個(gè)相對(duì)于各坐標(biāo)的規(guī)定誤差評(píng)估系數(shù)。
所述調(diào)整工具，最好包括球形探針，至少球形探針頂端處的球的半徑以及球形探針的長(zhǎng)度是已知的。所述姿勢(shì)調(diào)節(jié)裝置，可以使球形探針與一基準(zhǔn)物體接觸，以將調(diào)整工具設(shè)置在已知姿勢(shì)，基準(zhǔn)物體的位置坐標(biāo)和結(jié)構(gòu)指定信息在基準(zhǔn)坐標(biāo)系中是已知的。所述數(shù)據(jù)獲取裝置可以獲取基準(zhǔn)物體的位置坐標(biāo)和結(jié)構(gòu)指定信息，作為末端執(zhí)行器姿勢(shì)指定信息。所述誤差評(píng)估函數(shù)可以由定位誤差來(lái)定義，該定位誤差對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)物體表面與假想球之間的差異，基準(zhǔn)物體表面根據(jù)基準(zhǔn)物體的位置坐標(biāo)和結(jié)構(gòu)指定信息定義，假想球的中心對(duì)應(yīng)于球形探針頂端球的中心坐標(biāo)，所述中心坐標(biāo)是根據(jù)驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)利用正向運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算得來(lái)，假想球的半徑對(duì)應(yīng)于球形探針頂端球的半徑。
所述姿勢(shì)調(diào)節(jié)裝置，最好將調(diào)整工具頂端設(shè)置在一測(cè)距計(jì)的測(cè)量范圍內(nèi)，所述測(cè)距計(jì)位于基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的規(guī)定位置，具有一個(gè)固定球和一個(gè)可動(dòng)球，固定球中心處的位置坐標(biāo)在基準(zhǔn)坐標(biāo)系中是已知的，可動(dòng)球的中心與調(diào)整工具頂端的中心一致。數(shù)據(jù)獲取裝置可以獲取作為末端執(zhí)行器姿勢(shì)指定信息的一距離以及固定球中心處的位置坐標(biāo)，所述距離是從可動(dòng)球中心與固定球中心之間的距離減去原點(diǎn)偏移，即測(cè)量誤差而得到的，可動(dòng)球中心與固定球中心之間的距離由測(cè)距計(jì)測(cè)量。
所述誤差評(píng)估函數(shù)，最好由定位誤差和原點(diǎn)偏移定義，該定位誤差對(duì)應(yīng)于兩個(gè)距離之間的差異，其中一個(gè)距離是從調(diào)整工具頂端中心處的位置坐標(biāo)所表示的點(diǎn)到測(cè)距計(jì)固定球中心處的位置坐標(biāo)所表示的點(diǎn)的距離，表示前一點(diǎn)的位置坐標(biāo)是根據(jù)驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)利用正向運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算得來(lái)，另一個(gè)距離是測(cè)距計(jì)測(cè)得的值之和所代表的距離。所述計(jì)算裝置，除運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)外，還可以計(jì)算原點(diǎn)偏移，計(jì)算誤差評(píng)估函數(shù)中的定位誤差時(shí)需要使用原點(diǎn)偏移。
所述驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)，最好存儲(chǔ)在數(shù)控裝置中。
所述驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)，最好包括數(shù)控裝置中存儲(chǔ)的方向命令。所述計(jì)算裝置，根據(jù)數(shù)控裝置中設(shè)置的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，利用逆運(yùn)動(dòng)學(xué)，將方向命令轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)，然后利用驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)至少計(jì)算所述運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。
本發(fā)明的用于并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置校準(zhǔn)的新的方法，該并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置，包括，并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，具有由支撐平臺(tái)支撐的基座、末端執(zhí)行器、以及具有多根驅(qū)動(dòng)軸用以將所述末端執(zhí)行器固定在所述基座中的并聯(lián)連接機(jī)構(gòu)；根據(jù)所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)，通過驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)軸來(lái)控制所述末端執(zhí)行器的位置和方向的數(shù)控裝置；該校準(zhǔn)方法，包括以下步驟，根據(jù)預(yù)定的測(cè)量方法，將安裝在所述末端執(zhí)行器上的調(diào)整工具設(shè)置成定義于所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)外部的基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的已知姿勢(shì)，所述末端執(zhí)行器的軸線與所述調(diào)整工具的軸線一致；獲取形式與測(cè)量方法選擇代碼相適應(yīng)的的數(shù)據(jù)，所述測(cè)量方法選擇代碼用來(lái)指定所述姿勢(shì)調(diào)節(jié)裝置在將所述調(diào)整工具設(shè)置成已知姿勢(shì)時(shí)所用的測(cè)量方法，并且定義所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)所需的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)與所述基準(zhǔn)坐標(biāo)系之間的相關(guān)性；以及通過直接使用描述所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)正向運(yùn)動(dòng)學(xué)的關(guān)系表達(dá)式，根據(jù)所獲取的數(shù)據(jù)，至少計(jì)算所述運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。
另外，本發(fā)明的用于執(zhí)行并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置校準(zhǔn)的新的程序產(chǎn)品，該并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置，包括，并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，具有由支撐平臺(tái)支撐的基座、末端執(zhí)行器、以及具有多根驅(qū)動(dòng)軸用以將所述末端執(zhí)行器固定在所述基座中的并聯(lián)連接機(jī)構(gòu)；根據(jù)所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)，通過驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)軸來(lái)控制所述末端執(zhí)行器的位置和方向的數(shù)控裝置；所述程序產(chǎn)品，包括，執(zhí)行以下步驟的程序，根據(jù)規(guī)定的測(cè)量方法，將安裝在所述末端執(zhí)行器上的調(diào)整工具設(shè)置成定義于所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)外部的基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的已知姿勢(shì)，所述末端執(zhí)行器的軸線與所述調(diào)整工具的軸線一致；獲取形式與測(cè)量方法選擇代碼相適應(yīng)的的數(shù)據(jù)，所述測(cè)量方法選擇代碼用來(lái)指定將所述調(diào)整工具設(shè)置成已知姿勢(shì)時(shí)所用的測(cè)量方法，并且定義所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)所需的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)與所述基準(zhǔn)坐標(biāo)系之間的相關(guān)性；以及通過直接使用描述所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)正向運(yùn)動(dòng)學(xué)的關(guān)系表達(dá)式，根據(jù)所獲取的數(shù)據(jù)，至少計(jì)算所述運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)；以及載有信號(hào)的媒質(zhì)，載有所述程序。
利用所述的新的裝置、方法和程序產(chǎn)品，便可以容易地獲取定義末端執(zhí)行器在基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的絕對(duì)姿勢(shì)的數(shù)據(jù)，因?yàn)檎{(diào)整工具被設(shè)置在已知姿勢(shì)以供測(cè)量。另外還可以有效地抑制數(shù)值誤差，通過直接使用基本運(yùn)動(dòng)學(xué)方程式來(lái)精確地確定所有運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。
本專利申請(qǐng)以分別于2005年10月17日和2005年11月7日提出神情的日本專利申請(qǐng)第2005-302105號(hào)和第2005-322294號(hào)為基礎(chǔ)，后者的內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。
雖然已經(jīng)由實(shí)例并參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了完整說(shuō)明，但應(yīng)了解，本領(lǐng)域熟練技術(shù)人士很容易看出可以進(jìn)行各種變化和更改。因此，此類變化和更改在不偏離權(quán)利要求書所界定的本發(fā)明的范圍內(nèi)，應(yīng)被視為包含在本發(fā)明中。
權(quán)利要求
1.一種并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置，其特征在于，包括并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，具有支撐在支撐平臺(tái)上的基座、末端執(zhí)行器、以及具有多根驅(qū)動(dòng)軸用以將所述末端執(zhí)行器保持在所述基座的并聯(lián)連接機(jī)構(gòu)；數(shù)控裝置，根據(jù)所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)，通過驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)軸來(lái)控制所述末端執(zhí)行器的位置和方向；姿勢(shì)調(diào)節(jié)裝置，在定義在所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)外部的基準(zhǔn)坐標(biāo)系中，根據(jù)預(yù)定的測(cè)量方法將安裝在所述末端執(zhí)行器的調(diào)整工具調(diào)節(jié)至已知姿勢(shì)，所述末端執(zhí)行器的軸線與所述調(diào)整工具的軸線一致；數(shù)據(jù)獲取裝置，用來(lái)獲取具有與測(cè)量方法選擇代碼相符的格式的數(shù)據(jù)，該測(cè)量方法選擇代碼指定所述姿勢(shì)調(diào)節(jié)裝置在將所述調(diào)整工具調(diào)節(jié)至已知姿勢(shì)時(shí)所使用的測(cè)量方法，該數(shù)據(jù)定義所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)所需的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)與所述基準(zhǔn)坐標(biāo)系之間的相互關(guān)系；以及計(jì)算裝置，通過直接使用描述所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)正向運(yùn)動(dòng)學(xué)的關(guān)系表達(dá)式，根據(jù)所獲取的數(shù)據(jù)，至少計(jì)算出所述運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置，其特征在于還包括測(cè)量方法選擇器，用來(lái)選擇所述測(cè)量方法選擇代碼；誤差評(píng)估函數(shù)存儲(chǔ)器，用來(lái)存儲(chǔ)至少一個(gè)誤差評(píng)估函數(shù)，該誤差評(píng)估函數(shù)由所述測(cè)量方法選擇器選擇的測(cè)量方法選擇代碼來(lái)指定，用來(lái)評(píng)估所獲取的數(shù)據(jù)，并且是描述所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)正向運(yùn)動(dòng)學(xué)的關(guān)系表達(dá)式，其中所述計(jì)算裝置，從所述誤差評(píng)估函數(shù)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的誤差評(píng)估函數(shù)中提取測(cè)量方法選擇代碼所指定的誤差評(píng)估函數(shù)，并且使用所提取的誤差評(píng)估函數(shù)來(lái)計(jì)算所述運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，這些運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)使所述誤差評(píng)估函數(shù)相對(duì)于一定數(shù)量的足以識(shí)別所述運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的數(shù)據(jù)集之和最小。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置，其特征在于所述計(jì)算裝置利用漸近法，將首次傳給計(jì)算裝置的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)用作初始值來(lái)獲得非線性聯(lián)立方程式的解，作為需計(jì)算的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，所述非線性聯(lián)立方程式的求解方法是計(jì)算所述誤差評(píng)估函數(shù)相對(duì)于數(shù)量足以用來(lái)識(shí)別運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的數(shù)據(jù)集之和，利用各個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)各自對(duì)該和求偏微分，然后將偏微分的結(jié)果設(shè)為零。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置，其特征在于所述數(shù)據(jù)獲取裝置，獲取在所述基準(zhǔn)坐標(biāo)系中對(duì)所述末端執(zhí)行器的位置和方向的至少一部分進(jìn)行定義用的末端執(zhí)行器姿勢(shì)指定信息，以及定義通過將所述調(diào)整工具調(diào)節(jié)至已知姿勢(shì)所限定的所述末端執(zhí)行器的姿勢(shì)與所述運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)之間的相互關(guān)系用的驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)，作為要獲取的數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置，其特征在于所述調(diào)整工具，包括位置坐標(biāo)調(diào)整器和方向坐標(biāo)調(diào)整器，所述姿勢(shì)調(diào)節(jié)裝置，限定在所述基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的預(yù)定位置，所述姿勢(shì)調(diào)節(jié)裝置，將所述調(diào)整工具設(shè)置在這樣一個(gè)位置，即該位置能夠根據(jù)與一基準(zhǔn)孔軸線正交的基準(zhǔn)平面和所述坐標(biāo)調(diào)整器所獲得的測(cè)量值來(lái)指定所述調(diào)整工具在基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的位置坐標(biāo)，從而確定所述末端執(zhí)行器的位置坐標(biāo)，所述基準(zhǔn)孔具有沿基準(zhǔn)孔軸線方向延伸的內(nèi)壁，，所述姿勢(shì)調(diào)節(jié)裝置，使所述方向調(diào)整器繞著調(diào)整工具軸線旋轉(zhuǎn)到這樣一個(gè)方向，即該方向能夠根據(jù)所述方向調(diào)整器旋轉(zhuǎn)面與所述基準(zhǔn)平面之間的相互關(guān)系，指定所述末端執(zhí)行器在基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的兩個(gè)方向坐標(biāo)，從而確定所述末端執(zhí)行器的兩個(gè)方向坐標(biāo)，所述兩個(gè)方向坐標(biāo)分別代表末端執(zhí)行器相對(duì)于其軸線的傾斜度，和所述數(shù)據(jù)獲取裝置，通過將所述調(diào)整工具調(diào)節(jié)至基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的已知姿勢(shì)獲取所述末端執(zhí)行器在基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的位置坐標(biāo)和兩個(gè)方向坐標(biāo)，作為所述末端執(zhí)行器姿勢(shì)指定信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置，其特征在于所述誤差評(píng)估函數(shù)由定位誤差確定，該定位誤差對(duì)應(yīng)于所述末端執(zhí)行器在基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的至少一部分位置坐標(biāo)和方向坐標(biāo)與根據(jù)末端執(zhí)行器坐標(biāo)系中的驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)、利用正向運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算得來(lái)的所述末端執(zhí)行器的至少一部分位置坐標(biāo)和方向坐標(biāo)之間的差，所述末端執(zhí)行器在基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的所述位置坐標(biāo)和方向坐標(biāo)構(gòu)成所述末端執(zhí)行器姿勢(shì)指定信息，該定位誤差為所述基準(zhǔn)坐標(biāo)系與所述末端執(zhí)行器坐標(biāo)系之間的對(duì)應(yīng)坐標(biāo)的差。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置，其特征在于所述誤差評(píng)估函數(shù)乘以相對(duì)于各坐標(biāo)的預(yù)定誤差評(píng)估系數(shù)來(lái)定義所述定位誤差。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置，其特征在于所述調(diào)整工具包括球形探針，至少所述球形探針頂端處的球的半徑以及所述球形探針的長(zhǎng)度是已知的，所述姿勢(shì)調(diào)節(jié)裝置使所述球形探針與基準(zhǔn)物體接觸，以將所述調(diào)整工具設(shè)置在已知姿勢(shì)，所述基準(zhǔn)物體的位置坐標(biāo)和結(jié)構(gòu)指定信息在所述基準(zhǔn)坐標(biāo)系中是已知的，所述數(shù)據(jù)獲取裝置獲取所述基準(zhǔn)物體的位置坐標(biāo)和結(jié)構(gòu)指定信息，作為所述末端執(zhí)行器姿勢(shì)指定信息，和所述誤差評(píng)估函數(shù)由定位誤差定義，該定位誤差對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)物體表面與假想球之間的差，所述基準(zhǔn)物體表面根據(jù)所述基準(zhǔn)物體的位置坐標(biāo)和結(jié)構(gòu)指定信息定義，所述假想球的中心對(duì)應(yīng)于所述球形探針頂端球的中心坐標(biāo)，所述中心坐標(biāo)是根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)利用正向運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算得來(lái)，所述假想球的半徑對(duì)應(yīng)于所述球形探針頂端球的半徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置，其特征在于所述姿勢(shì)調(diào)節(jié)裝置，將調(diào)整工具頂端設(shè)置在測(cè)距計(jì)可測(cè)量范圍內(nèi)，所述測(cè)距計(jì)位于所述基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的預(yù)定位置，具有固定球和可動(dòng)球，所述固定球中心處的位置坐標(biāo)在所述基準(zhǔn)坐標(biāo)系中是已知的，所述可動(dòng)球的中心與所述調(diào)整工具頂端的中心一致，所述數(shù)據(jù)獲取裝置，獲取作為所述末端執(zhí)行器姿勢(shì)指定信息的距離以及所述固定球中心處的位置坐標(biāo)，該距離是從所述可動(dòng)球中心與所述固定球中心之間的距離減去原點(diǎn)偏移，即減去測(cè)量誤差而得到的，所述可動(dòng)球中心與所述固定球中心之間的距離是由所述測(cè)距計(jì)測(cè)量的數(shù)值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置，其特征在于所述誤差評(píng)估函數(shù)由定位誤差和所述原點(diǎn)偏移定義，所述定位誤差對(duì)應(yīng)于兩個(gè)距離之間的差，其中一個(gè)距離是從所述調(diào)整工具頂端中心處的位置坐標(biāo)所表示的點(diǎn)到所述測(cè)距計(jì)固定球中心處的位置坐標(biāo)所表示的點(diǎn)的距離，另一個(gè)距離是所述測(cè)距計(jì)測(cè)得的值之和所代表的距離，所述調(diào)整工具頂端中心處的位置坐標(biāo)是根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)利用正向運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算得來(lái)的，所述計(jì)算裝置，除所述運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)外，還計(jì)算所述原點(diǎn)偏移，所述原點(diǎn)偏移對(duì)于計(jì)算所述誤差評(píng)估函數(shù)中的定位誤差是必需的。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)存儲(chǔ)在所述數(shù)控裝置中。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)包括所述數(shù)控裝置中存儲(chǔ)的方向命令，所述計(jì)算裝置根據(jù)所述數(shù)控裝置中設(shè)置的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，利用逆運(yùn)動(dòng)學(xué)，將所述方向命令轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)，然后利用所述驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)至少計(jì)算所述運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求4所述的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)存儲(chǔ)在所述數(shù)控裝置中。
14.根據(jù)權(quán)利要求4所述的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)包括所述數(shù)控裝置中存儲(chǔ)的方向命令，所述計(jì)算裝置根據(jù)所述數(shù)控裝置中設(shè)置的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，利用逆運(yùn)動(dòng)學(xué)，將所述方向命令轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)，然后利用所述驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)至少計(jì)算所述運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置，其特征在于所述數(shù)據(jù)獲取裝置，獲取在所述基準(zhǔn)坐標(biāo)系中對(duì)所述末端執(zhí)行器的位置和方向的至少一部分進(jìn)行定義用的末端執(zhí)行器姿勢(shì)指定信息，以及定義通過將所述調(diào)整工具調(diào)節(jié)至已知姿勢(shì)而確定的所述末端執(zhí)行器的姿勢(shì)與所述運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)之間的相互關(guān)系用的驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)，作為要獲取的數(shù)據(jù)。
16.一種并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置的校準(zhǔn)方法，該并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置，包括，并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，具有支撐在支撐平臺(tái)上的基座、末端執(zhí)行器、以及具有多根驅(qū)動(dòng)軸用以將所述末端執(zhí)行器保持在所述基座的并聯(lián)連接機(jī)構(gòu)，和數(shù)控裝置，根據(jù)所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)，通過驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)軸來(lái)控制所述末端執(zhí)行器的位置和方向，該校準(zhǔn)方法，包括以下步驟，根據(jù)預(yù)定的測(cè)量方法，將安裝在所述末端執(zhí)行器的調(diào)整工具調(diào)節(jié)至基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的已知姿勢(shì)，所述基準(zhǔn)坐標(biāo)系定義在所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)外部，所述末端執(zhí)行器的軸線與所述調(diào)整工具的軸線一致；獲取具有與測(cè)量方法選擇代碼相符的格式的數(shù)據(jù)，該測(cè)量方法選擇代碼指定姿勢(shì)調(diào)節(jié)裝置在將所述調(diào)整工具調(diào)節(jié)至已知姿勢(shì)時(shí)所使用的測(cè)量方法，該數(shù)據(jù)定義所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)所需的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)與所述基準(zhǔn)坐標(biāo)系之間的相互關(guān)系；以及通過直接使用描述所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)正向運(yùn)動(dòng)學(xué)的關(guān)系表達(dá)式，根據(jù)所獲取的數(shù)據(jù)，至少計(jì)算所述運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。
17.一種用于執(zhí)行并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置校準(zhǔn)的程序產(chǎn)品，該并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置，包括并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，具有支撐在支撐平臺(tái)上的基座、末端執(zhí)行器、以及具有多根驅(qū)動(dòng)軸用以將所述末端執(zhí)行器保持在所述基座的并聯(lián)連接機(jī)構(gòu)，和根據(jù)所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)，通過驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)軸來(lái)控制所述末端執(zhí)行器的位置和方向的數(shù)控裝置，所述程序產(chǎn)品，包括執(zhí)行以下步驟的程序根據(jù)預(yù)定的測(cè)量方法，將安裝在所述末端執(zhí)行器的調(diào)整工具調(diào)節(jié)至基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的已知姿勢(shì)，所述基準(zhǔn)坐標(biāo)系定義在所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)外部，所述末端執(zhí)行器的軸線與所述調(diào)整工具的軸線一致；獲取具有與測(cè)量方法選擇代碼相符的格式的數(shù)據(jù)，該測(cè)量方法選擇代碼指定所述姿勢(shì)調(diào)節(jié)裝置在將所述調(diào)整工具調(diào)節(jié)至已知姿勢(shì)時(shí)所使用的測(cè)量方法，該數(shù)據(jù)定義所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)所需的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)與所述基準(zhǔn)坐標(biāo)系之間的相互關(guān)系；以及通過直接使用描述所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)正向運(yùn)動(dòng)學(xué)的關(guān)系表達(dá)式，根據(jù)所獲取的數(shù)據(jù)，至少計(jì)算所述運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)；以及載有所述程序的信號(hào)承載媒質(zhì)。
全文摘要
一種并聯(lián)運(yùn)動(dòng)裝置，包括，并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，具有基座、末端執(zhí)行器、以及并聯(lián)連接機(jī)構(gòu)；數(shù)控裝置，根據(jù)所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)，通過驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)軸來(lái)控制所述末端執(zhí)行器的位置和方向；姿勢(shì)調(diào)節(jié)裝置，在所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)外部預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)坐標(biāo)系中，根據(jù)規(guī)定的測(cè)量方法將安裝在所述末端執(zhí)行器上的調(diào)整工具調(diào)節(jié)至已知姿勢(shì)，所述末端執(zhí)行器的軸線與所述調(diào)整工具的軸線一致；數(shù)據(jù)獲取裝置，用來(lái)獲取具有與測(cè)量方法選擇代碼相對(duì)應(yīng)的形式的數(shù)據(jù)，該測(cè)量方法選擇代碼在將所述調(diào)整工具調(diào)節(jié)至已知姿勢(shì)時(shí)指定所述姿勢(shì)調(diào)節(jié)裝置所使用的測(cè)量方法，該數(shù)據(jù)還定義所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)所需的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)與所述基準(zhǔn)坐標(biāo)系之間的相互關(guān)系；計(jì)算裝置，直接使用描述所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)正向運(yùn)動(dòng)學(xué)的關(guān)系表達(dá)式，根據(jù)所獲取的數(shù)據(jù)，至少計(jì)算出所述運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。
文檔編號(hào)B25J13/00GK1951642SQ20061013735
公開日2007年4月25日 申請(qǐng)日期2006年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月17日
發(fā)明者西橋信孝, 八木一晃 申請(qǐng)人:新日本工機(jī)株式會(huì)社