(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 202211151217.3 (22)申请日 2022.09.21 (71)申请人 无锡市明宜智谷信息 工程有限公司 地址 214266 江苏省无锡市宜兴 市新庄街 道大学城人才交流中心10 0-02 (72)发明人 朱明磊　 (74)专利代理 机构 北京和联顺知识产权代理有 限公司 1 1621 专利代理师 毛森鑫 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 一种并联机 器人优化方法 (57)摘要 本发明涉及工业机器人技术领域， 具体涉及 一种并联机器人优化方法， 包括确定并联机器人 的构型， 并为并联机器人选定视觉传感器和视觉 伺服图像特征； 基于视觉传感器建立并联机器人 的视觉几何投影模型， 并对 此投影模 型进行一阶 微分， 得到图像雅克比矩阵； 基于图像雅克比矩 阵构建视觉伺服定位误差模型； 在可达工作空间 内规避第一类 奇异、 第二类 奇异和视觉伺服控制 器奇异， 得到灵巧工作空间； 基于视觉伺服定位 误差模型和灵巧工作空间尺寸， 视觉传感器参数 与并联机器人几何尺寸参数进行 组合优化设计， 得到最优视觉传感器加并联机器人组合方案。 解 决了现有的并联机 器人的控制精度较低的问题。 权利要求书2页 说明书5页 附图5页 CN 115366108 A 2022.11.22 CN 115366108 A 1.一种并联机器人优化方法， 包括， 其特 征在于： 包括以下步骤： 确定并联机器人的构型， 并为所述并联机器人选 定视觉传感器； 基于所述视觉传感器建立所述并联机器人的视觉几何投影模型， 并对所述视觉几何投 影模型进行一阶微分， 得到图像雅克比矩阵和并联机器人的基于 视觉伺服的运动学 方程； 基于所述图像雅克比矩阵构建视 觉伺服定位 误差模型； 在可达工作空间内规避第一类奇异、 第二类奇异和视觉伺服控制器奇异， 得到灵巧工 作空间； 基于所述视觉伺 服定位误差模型和所述灵巧工作空间进行组合优化设计， 得到最优视 觉传感器加并联机器人组合方案 。 2.如权利要求1所述的并联机器人优化方法， 其特 征在于： 所述确定并联机器人的构型， 并为所述并联机器人选 定视觉传感器， 包括： 确定代优化并联机器人的驱动关节和自由度； 基于所述自由度确定 视觉伺服待观测图像特 征的类型和个数； 基于所述类型和所述个数为所述并联机器人选 定视觉传感器。 3.如权利要求2所述的并联机器人优化方法， 其特 征在于： 所述基于所述视觉传感器建立所述并联机器人的视觉几何投影模型， 并对所述视觉几 何投影模型进 行一阶微分， 得到图像雅克比矩阵和并联机器人的基于视觉伺服的运动学方 程， 包括： 以所述视 觉传感器为 坐标系原点建立传感器坐标系； 基于所述传感器坐标系通过小孔成像原 理生成图像特征在相机中的成像图像， 得到视 觉几何投影模型； 对所述视觉几何投影模型进行一阶微分， 得到图像雅克比矩阵以及视觉伺 服运动学方 程。 4.如权利要求3所述的并联机器人优化方法， 其特 征在于： 所述基于所述图像雅克比矩阵构建视 觉伺服定位 误差模型， 包括： 使用所述图像雅克比矩阵描述图像噪声与位移之间的关系， 得到描述关系； 基于所述描述关系构建视 觉伺服定位 误差模型。 5.如权利要求 4所述的并联机器人优化方法， 其特 征在于： 所述在可达工作空间内规避第一类奇异、 第二类奇异和视觉伺服控制器奇异， 得到灵 巧工作空间， 包括： 计算所述并联机器人的可达 工作空间； 通过机器人正向运动学， 采用Rand函数在各所述驱动关节的运动范围内产生随机数值 作为随机变量； 基于所述随机变量 通过正向运动学计算， 得到末端对应的位姿； 基于所述末端对应的位姿得到可达 工作空间范围； 基于所述可达工作空间范围通过所述图像雅克比矩阵计算， 得到第一类奇异、 第二类 奇异和视 觉伺服控制器奇异； 在所述可达工作空间内规避所述第 一类奇异、 所述第 二类奇异和所述视觉伺服控制器 奇异， 得到 灵巧工作空间。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115366108 A 26.如权利要求5所述的并联机器人优化方法， 其特 征在于： 所述基于所述视觉伺服定位误差模型和所述灵巧工作空间进行组合优化设计， 得到最 优视觉传感器加并联机器人组合方案， 包括： 建立目标函数； 基于所述目标函数确定优化设计参数； 基于所述优化设计参数、 所述视觉伺 服定位误差模型和所述灵巧工作空间建立全局性 能评价指标； 基于所述全局性 能评价指标对所述并联机器人的所述可达工作空间内设置离散节点， 计算所述离 散节点函数值的平均值， 得到最优视 觉传感器加并联机器人组合方案 。 7.如权利要求6所述的并联机器人优化方法， 其特 征在于： 所述优化设计参数包括视 觉传感器参数和并联机器人尺寸 参数。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115366108 A 3