机器人精度是指机器人在特定任务中所能达到的精度水平,表征的是机器人执行任务时所能达到的精确程度。
机器人精度与机器人的工作范围、姿态控制、传感器精度等因素有关。
机器人精度对机器人的使用及其应用具有十分重要的影响。精度高的机器人,能够保证在各种复杂和高精度的任务中能够更加稳定和可靠地工作。
在生产线上,高精度的机器人能够在短时间内完成大量生产任务,并提高生产效率,降低成本。
在手术机器人领域,机器人精度的好坏将直接影响手术的安全性和效果,如果机器人精度不能满足要求,会影响手术的成功率,甚至会对患者造成不可估量的风险。
机器人精度的指标主要包括重复定位精度、姿态稳定精度和路径规划精度。
重复定位精度(Repeatability)是指机器人重复执行相同动作时,末端执行器回到目标点的精度。
重复定位精度通常使用标准偏差或极差来测量,如标准偏差可以用来度量行程指定长度内的偏差大小,极差用来度量最大值和最小值之间的差距。
姿态稳定精度是指机器人执行某一动作时,末端执行器姿态偏差的大小。
姿态稳定精度与机器人的机械稳定性、控制系统的响应速度、传感器的精度等因素有关。
路径规划精度(Path Accuracy)是指机器人末端执行器沿指定路径移动时的精度,它不仅与机器人本身的精度有关,还与路径规划算法的准确性有关。
路径规划精度通常用控制点误差和平均走向误差来衡量,其中控制点误差是指末端执行器离给定路径上控制点的距离,平均走向误差是指末端执行器沿规划路径的平均偏差。
机器人精度除了与机器人自身的设计和制造有关之外,还受到机器人环境、负载和传感器等因素的影响。
机器人工作环境的变化会影响机器人的力传递、驱动系统以及传感器的信号接收等,从而影响机器人的精度。
例如,机器人在高温、低温、高湿度、低压等环境中,机械部件的材料性能会发生变化,从而影响机器人的运动精度。
机器人负载会影响机器人的惯性、重心位置和摩擦力等,从而影响机器人的运动精度。
例如,在机器人进行扭矩传递或者拾取物品时,负载的变化会导致末端执行器的姿态偏差。
传感器是机器人获取外部环境信息的重要手段,传感器精度的高低将直接影响机器人的精度。
例如,视觉传感器的精度将直接影响机器人的精度,各种传感器在接收到的信号中也会有噪声干扰,对客观精度产生影响。