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龙图腾网获悉深圳亿嘉和科技研发有限公司申请的专利工业机器人空间位姿精度测试装置和方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115157322B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-07发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211043181.7，技术领域涉及：B25J19/00；该发明授权工业机器人空间位姿精度测试装置和方法是由谭龙山设计研发完成，并于2022-08-29向国家知识产权局提交的专利申请。

本工业机器人空间位姿精度测试装置和方法在说明书摘要公布了：本发明提供了一种工业机器人空间位姿精度测试装置，包括分别通过无线通讯模块与主控端连接的传感器组件和位姿测量组件；所述传感器组件包括执行块、第一陀螺仪、激光测距传感器和第一无线通讯模块，所述位姿测量组件包括测量支架、接光体、第二陀螺仪和第二无线通讯模块。本发明采用激光测距传感器的特殊布置方式和配套数据处理方法，双陀螺仪的布置与同步数据处理，高精度测量靶球的设计等技术，可以获取机器人基坐标系下的空间绝对位姿，能够满足GBT12642‑2013中提出的空间位姿绝对精度测试要求，且便于直观地观察机器人精度情况。

本发明授权工业机器人空间位姿精度测试装置和方法在权利要求书中公布了：1.一种工业机器人空间位姿精度测试方法，采用如下工业机器人空间位姿精度测试装置，包括分别通过无线通讯模块与主控端连接的传感器组件和位姿测量组件；所述传感器组件包括执行块、第一陀螺仪、激光测距传感器和第一无线通讯模块，执行块安装在机器人末端，跟随机器人末端运动；所述第一陀螺仪安装在执行块内部，测量执行块运动姿态；若干激光测距传感器安装在执行块周围；第一无线通讯模块安装在执行块内部，将第一陀螺仪和激光测距传感器测量的数据传输给主控端；所述位姿测量组件包括测量支架、接光体、第二陀螺仪和第二无线通讯模块，接光体安装在测量支架上，第二陀螺仪安装在测量支架内部用于测量其姿态，第二无线通讯模块安装在测量支架内部，将第二陀螺仪的数据传输给主控端，其特征在于，包括以下步骤： 1将传感器组件的执行块安装到机器人末端，位姿测量组件放置在机器人附近的稳定平面上，并应放在传感器组件的测量区域内，位姿测量组件上的第二陀螺仪将数据通过第二无线通讯模块传递给主控端； 2机器人带着传感器组件移动到合适位置，使得三个激光传感器发出的光照射在同一个测量靶球上，记录机器人运动参数，激光测距传感器和第一陀螺仪将数据通过第一无线通讯模块传递给主控端，求解出机器人基坐标系和测量坐标系的相对关系； 机器人基坐标系和测量坐标系的相对关系的计算过程如下： 2.1通过三个激光传感器得到测量靶球的球心点O的实际位置；球心点O的实际位置确定方法如下：设向量FG、向量HG和向量CG为激光束方向，三条激光束方向正交于点G；点P、点Q和点R分别为三条激光束与测量靶球6表面的交点，点P、点Q和点R的位置坐标通过计算执行块的尺寸与激光测距传感器测量的数据得到；已知球面上三点坐标和测量靶球的半径，计算得到测量靶球球心的位置； 2.2设坐标系V是机器人末端工具坐标系，坐标系W是位姿测量组件的测量坐标系，记点O在坐标系V中的位置为O_v，点O在坐标系W中的位置为O_w，根据坐标系变换原理，易得： V_org_w=O_w-R_v_w·O_v1 式中，V_org_w是坐标系V的原点在坐标系W中的位置，即机器人末端工具中心在测量坐标系中的位置；R_v_w是坐标系V至坐标系W的旋转矩阵，即机器人末端工具在测量坐标系中的姿态； R_v_w=R_v_T·R_w2 式中，R_v和R_w分别是第一陀螺仪和第一陀螺仪输出的旋转矩阵，R_v_T是R_v的转置； 每次测量后都得到机器人末端工具中心在测量坐标系中的位姿； 2.3根据坐标系变换原理，得式3与式4： R_w_b=R_v_b·R_v_w_T3 式中，R_w_b是坐标系W至坐标系B的旋转矩阵，该旋转矩阵为常量；R_v_b是机器人末端工具在机器人基坐标系中的姿态，即为机器人指令姿态；R_v_w_T是R_v_w的转置，R_v_w通过式2得到； W_org_b=V_org_b-R_w_b·V_org_w4 式中，W_org_b是坐标系W的原点在坐标系B中的位置，该位置为常量；V_org_b是坐标系V的原点在坐标系B中的位置，即机器人末端工具中心在机器人基坐标系中的位置；R_w_b通过式3得到；V_org_w通过式1得到； 2.4在同一次测试中，由于机器人基坐标系和测量坐标系的相对关系不变，易根据坐标系变换原理得到机器人末端工具中心在机器人基坐标系中的位姿[R_v_b,V_org_b]，如式5、式6所示； R_v_b=R_w_b·R_v_w5 V_org_b=W_org_b+R_w_b·V_org_w6 选取位姿测量组件中心的测量靶球作为第一个被测点，求解出机器人基坐标系和测量坐标系的相对关系； 3控制机器人依次运动到剩余测量靶球位置，并重复运动直到满足测试轮数，每次运动到指定位置时，激光测距传感器和第一陀螺仪都会将数据传递给主控端，通过计算得到机器人空间位姿绝对精度与空间位姿重复精度。

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