华南理工大学学报(自然科学版)

作者：史步海, 欧华海, 郭清达

单位：1.华南理工大学 自动化科学与工程学院，广东 广州 510640；2.广州工业智能研究院，广东 广州 511458

关键词：机器人,位置跟踪器,拖动示教,轨迹示教

基金：广东省科技基础研究项目(2018A030321001);广州市基础与应用基础研究项目(202201010081)

针对中大型机械臂拖动示教中迟滞和难以精细化操作、控制困难等问题，提出一种基于位置跟踪器的机器人快速示教系统。首先，位置跟踪器接收端被固定在机械臂末端，对其进行坐标系数学建模；其次，分别推导了机器人基坐标系-末端坐标系和位置跟踪器发射端坐标系-接收端坐标系的变换关系，给出了采用基于四元数的求解位置跟踪器发射端坐标系与机器人基坐标系的变换关系的方法；最后，在标定完成后可将位置跟踪器接收端当成示教笔用于机器人示教工作。根据位置跟踪器接收端坐标系与机器人基座标系的变换关系即可将位置跟踪器接收端的位姿转换成机器人基坐标系下的位姿，无需拖动机器人即可快速完成机器人示教，获取路点信息；此外，位置跟踪器接收端相比机器人末端更轻便小巧。在一些需要在小范围示教场景下，使用位置跟踪器接收端进行示教工作比人工拖动机器人更加方便、高效。在验证测试中，采用大象公司的E系列工业机器人和美国Ascension公司的trakStar位置跟踪器搭建了快速示教系统，分别进行了误差实验和喷涂应用场景下的轨迹示教实验。实验结果表明，基于位置跟踪器接收端位姿计算得到的机器人末端位姿中，旋转角误差绝对值不超过0.8°，平移误差绝对值小于2.5 mm，能够满足实际的机器人快速示教需求。

来源：2022年第10期

《华南理工大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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