机器人标定系统、距离测量装置及标定方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种机器人标定系统、距离测量装置及标定方法。上述距离测量装置中，仅需要机器人的机械臂的末端带动连接件运动，以改变拉绳伸出导向轮的长度及拉绳绕于导向轮上的部分所相对的圆心角，并通过测量组件对拉绳伸出导向轮的长度及拉绳绕于导向轮上的部分所相对的圆心角数据进行采集，即可以得到机器人机械臂末端的位置，测量过程简单快捷，且测量不受测量环境的影响，测量精度较高。上述机器人标定系统结构简单，便于携带，可在工业现场随时对机器人进行快速标定，操作简单便捷。而且，其不易受环境影响，标定精度较高。同时，上述机器人标定系统的价格较为低廉，适用性较强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人
，特别是涉及一种机器人标定系统、距离测量装置及标定方法。
技术介绍
随着科学技术的发展，机器人得到了广泛的应用，并逐渐成为核心的生产力。在机器人的推广应用中，用户对机器人的绝对精度要求也越来越高，在出厂前，生产商会对机器人进行标定校准，以提高其绝对精度。目前，对机器人进行标定多采用摄像头、激光跟踪仪等标定技术。采用摄像头标定时，标定精度容易受现场的光线影响，且标定精度也相对较低。在一些生产现场，当出现操作失误引起碰撞时，机器人的模型参数会发生改变，采用摄像头及激光跟踪仪进行标定时，操作过程较为复杂，无法实现对机器人的快速标定。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种能够实现快速标定、且标定精度较高的机器人标定系统、距离测量装置及标定方法。一种距离测量装置，用于对机器人的机械臂末端的位置进行测量，包括：固定于测量平台上的固定组件，所述固定组件包括壳体及卷轮，所述卷轮设于所述壳体内，并与所述壳体转动连接；拉绳，所述拉绳的一端卷绕于所述卷轮上；导向组件，包括转轴及导向轮，所述转轴的一端与所述壳体连接，另一端与所述导向轮固定连接，所述转轴的轴线与所述导向轮的周缘相切，所述转轴相对所述壳体旋转，以带动所述导向轮运动；连接件，能够安装于所述机器人的机械臂末端，所述拉绳沿所述转轴的轴线穿设于所述转轴，并绕过所述导向轮后与所述连接件连接，所述机器人带动所述连接件运动，所述连接件带动所述拉绳运动，以改变所述拉绳伸出所述导向轮的长度及所述拉绳绕于所述导向轮上的部分所相对的圆心角；及测量组件，所述测量组件能够测量所述拉绳伸出所述导向轮的长度及所述拉绳绕于所述导向轮上的部分所相对的圆心角。在其中一个实施例中，所述测量组件包括长度编码器及角度编码器，所述长度编码器靠近所述卷轮设置，所述角度编码器靠近所述导向轮设置，所述长度编码器能够测量所述拉绳伸出所述导向轮的长度，所述角度编码器能够测量所述拉绳绕于所述导向轮上的部分所相对的圆心角。在其中一个实施例中，所述测量组件还包括信号处理板，所述信号处理板设于所述壳体内，且与所述长度编码器及所述角度编码器分别电连接。在其中一个实施例中，所述连接件包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第一旋转关节及第二旋转关节，所述第一连杆的一端与所述机器人的机械臂末端连接，另一端通过所述第一旋转关节与所述第二连杆转动连接，所述第三连杆通过所述第二旋转关节与所述第二连杆转动连接，所述第一旋转关节的轴线与所述第二旋转关节的轴线之间相互垂直，所述第三连杆上设有连接柱，所述拉绳通过所述连接柱与所述第三连杆连接。在其中一个实施例中，所述拉绳的横截面呈梅花状结构，所述拉绳包括中心绳股及外层绳股，所述外层绳股为多个，多个所述外层绳股围设于所述中心绳股周围，所述中心绳股与所述外层绳股的横截面均呈梅花状结构，所述中心绳股包括第一中心绳线及多个第一外层绳线，多个所述第一外层绳线围设于所述第一中心绳线周围，所述外层绳股包括第二中心绳线及多个第二外层绳线，多个所述第二外层绳线围设于所述第二中心绳线周围。一种机器人标定系统，包括：上述的距离测量装置；控制器，与所述机器人连接，所述控制器能够控制所述机器人带动所述连接件运动；及工作站，与所述控制器及所述测量组件分别通讯连接。在其中一个实施例中，还包括交换机，所述控制器通过所述交换机与所述工作站通讯连接，所述距离测量装置通过所述交换机与所述工作站通讯连接。一种机器人标定方法，利用上述的机器人标定系统对机器人进行标定，包括以下步骤：将所述控制器与所述机器人及所述工作站分别连接，将所述距离测量装置与所述机器人及所述工作站分别连接；在所述控制器内设定运动参数，所述控制器根据设定的运动参数驱动所述机器人依次运动至多个位置；所述距离测量装置依次对所述机器人在多个位置处时，所述拉绳伸出所述导向轮的长度及所述拉绳绕于所述导向轮上的部分所相对的圆心角进行测量，得到多组所述拉绳伸出所述导向轮的长度及所述拉绳绕于所述导向轮上的部分所相对的圆心角数据；根据多组所述拉绳伸出所述导向轮的长度及所述拉绳绕于所述导向轮上的部分所相对的圆心角数据，并结合所述控制器内所述机器人的理论数学模型及设定的运动参数，计算得到所述机器人的实际数学模型；根据所述机器人的实际数学模型，对所述控制器内所述机器人的理论数学模型进行修正。在其中一个实施例中，根据多组所述拉绳伸出所述导向轮的长度及所述拉绳绕于所述导向轮上的部分所相对的圆心角数据，并结合所述控制器内所述机器人的理论数学模型及设定的运动参数，计算得到所述机器人的实际数学模型的步骤还包括：根据多组所述拉绳伸出所述导向轮的长度及所述拉绳绕于所述导向轮上的部分所相对的圆心角数据，并结合所述连接件的长度信息，计算得到多组所述机器人的机械臂末端的实际位置参数；根据所述控制器内所述机器人的理论数学模型及设定的运动参数，计算得到多组所述机器人的机械臂末端的理论位置参数；根据多组所述机器人的机械臂末端的理论位置参数及实际位置参数，计算得到所述机器人的实际数学模型。在其中一个实施例中，根据所述机器人的实际数学模型，对所述机器人的理论数学模型进行修正的步骤之后还包括：对所述机器人的运动精度进行验证。上述机器人标定系统结构简单，便于携带，可在工业现场随时对机器人进行快速标定，操作简单便捷。而且，其不易受环境影响，标定精度较高。同时，上述机器人标定系统的价格较为低廉，适用性较强。附图说明图1为本专利技术一实施例的机器人标定系统的结构示意图；图2为图1中所示机器人标定系统中距离测量装置与机器人的连接示意图；图3为图2中所示距离测量装置的内部结构示意图；图4为图2中所示距离测量装置中连接件与换向组件的结构示意图；图5为图2中所示距离测量装置中拉绳的横截面示意图；图6为本专利技术一实施例的机器人标定方法流程图；及图7为图6中所示S400的流程图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施方式。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本专利技术的公开内容理解的更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。如图1所示，本专利技术一实施例的机器人标定系统10包括距离测量装置100、控制器200、工作站300及交换机400。具体的，控制器200与机器人20连接，用以驱动机器人20的机械臂运动。距离测量装置100与机器人20的机械臂末端连接，以对机器人20的机械臂末端的位置信息进行测量。控制器200、距离测量装置100及工作站300分别与交换机4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种距离测量装置，用于对机器人的机械臂末端的位置进行测量，其特征在于，包括：固定于测量平台上的固定组件，所述固定组件包括壳体及卷轮，所述卷轮设于所述壳体内，并与所述壳体转动连接；拉绳，所述拉绳的一端卷绕于所述卷轮上；导向组件，包括转轴及导向轮，所述转轴的一端与所述壳体连接，另一端与所述导向轮固定连接，所述转轴的轴线与所述导向轮的周缘相切，所述转轴相对所述壳体旋转，以带动所述导向轮运动；连接件，能够安装于所述机器人的机械臂末端，所述拉绳沿所述转轴的轴线穿设于所述转轴，并绕过所述导向轮后与所述连接件连接，所述机器人带动所述连接件运动，所述连接件带动所述拉绳运动，以改变所述拉绳伸出所述导向轮的长度及所述拉绳绕于所述导向轮上的部分所相对的圆心角；及测量组件，所述测量组件能够测量所述拉绳伸出所述导向轮的长度及所述拉绳绕于所述导向轮上的部分所相对的圆心角。

【技术特征摘要】
1.一种距离测量装置，用于对机器人的机械臂末端的位置进行测量，其特征在于，包括：固定于测量平台上的固定组件，所述固定组件包括壳体及卷轮，所述卷轮设于所述壳体内，并与所述壳体转动连接；拉绳，所述拉绳的一端卷绕于所述卷轮上；导向组件，包括转轴及导向轮，所述转轴的一端与所述壳体连接，另一端与所述导向轮固定连接，所述转轴的轴线与所述导向轮的周缘相切，所述转轴相对所述壳体旋转，以带动所述导向轮运动；连接件，能够安装于所述机器人的机械臂末端，所述拉绳沿所述转轴的轴线穿设于所述转轴，并绕过所述导向轮后与所述连接件连接，所述机器人带动所述连接件运动，所述连接件带动所述拉绳运动，以改变所述拉绳伸出所述导向轮的长度及所述拉绳绕于所述导向轮上的部分所相对的圆心角；及测量组件，所述测量组件能够测量所述拉绳伸出所述导向轮的长度及所述拉绳绕于所述导向轮上的部分所相对的圆心角。2.根据权利要求1所述的距离测量装置，其特征在于，所述测量组件包括长度编码器及角度编码器，所述长度编码器靠近所述卷轮设置，所述角度编码器靠近所述导向轮设置，所述长度编码器能够测量所述拉绳伸出所述导向轮的长度，所述角度编码器能够测量所述拉绳绕于所述导向轮上的部分所相对的圆心角。3.根据权利要求2所述的距离测量装置，其特征在于，所述测量组件还包括信号处理板，所述信号处理板设于所述壳体内，且与所述长度编码器及所述角度编码器分别电连接。4.根据权利要求1所述的距离测量装置，其特征在于，所述连接件包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第一旋转关节及第二旋转关节，所述第一连杆的一端与所述机器人的机械臂末端连接，另一端通过所述第一旋转关节与所述第二连杆转动连接，所述第三连杆通过所述第二旋转关节与所述第二连杆转动连接，所述第一旋转关节的轴线与所述第二旋转关节的轴线之间相互垂直，所述第三连杆上设有连接柱，所述拉绳通过所述连接柱与所述第三连杆连接。5.根据权利要求1-4任一项所述的距离测量装置，其特征在于，所述拉绳的横截面呈梅花状结构，所述拉绳包括中心绳股及外层绳股，所述外层绳股为多个，多个所述外层绳股围设于所述中心绳股周围，所述中心绳股与所述外层绳股的横截面均呈梅花状结构，所述中心绳股包括第一中心绳线及多个第一外层绳线，多个所述第一外层绳线围设于所述第一中心绳线周围，所述外层绳股包括第二中心绳线及多个第二外层绳线，多个所述第二外层绳线...

【专利技术属性】
技术研发人员：战玉博，戴丹，刘越，
申请(专利权)人：固高科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44