一种精确定位方法、定位系统以及机械手装置制造方法及图纸

本发明专利技术揭示一种精确定位方法、定位系统以及机械手装置。所述精确定位方法包括如下步骤：将设置于操控对象上的激光接收元件移动至一预设基准点位，所述预设基准点位位于第一平面内；由至少一固定设置的激光发射元件向所述第一平面发出激光；控制所述激光接收元件在所述第一平面内接收所述激光发射元件发出的激光，并根据所述激光接收元件接收到的激光的位置确定所述激光接收元件的平面坐标；根据所述激光接收元件接收到的所述激光发射元件发出的激光光斑尺寸，计算所述激光发射元件至所述第一平面的距离，确定所述激光接收元件的空间坐标；根据所述空间坐标与所述激光接收元件的预设坐标的差值，对所述操控对象进行校准定位。

Accurate positioning method, positioning system and mechanical hand device

The invention discloses an accurate positioning method, a positioning system and a manipulator device. The precise positioning method comprises the following steps: setting for manipulating objects on the laser receiving element moves to a preset reference point, the preset reference point in the first plane; by at least one fixed laser emitting element to the first plane by laser; control the laser receiving element receives the laser laser emitting element emits in the first plane, and according to the laser the laser receiving element receives to determine the location of the plane coordinate laser receiving element; according to the laser receiving element receives the laser light emitting element emits laser spot size, calculation of the laser light emitting element to the first plane distance, determine the spatial coordinates of the laser receiving element; according to the spatial coordinates and the laser receiving element is the default coordinate difference The control object is calibrated and positioned.

【技术实现步骤摘要】
一种精确定位方法、定位系统以及机械手装置
本专利技术涉及自动化控制
，特别涉及一种精确定位的方法、实现该精确定位方法的定位系统以及具有该定位系统的机械手装置。
技术介绍
在制造加工期间，机械臂与作业面会在实际使用过程中由于人为搬动或震动等原因而使其位置产生偏移。位置偏移对于机械臂的后续操作是非常不利的，例如引起制造加工中的缺陷或进而更糟地损坏产品或其他机械组件。在已知的很多用于在制造加工期间对目标物体进行位置监控以及定位的技术目的是一般均为检测机械组件中的位置偏移并进行位置的调整。然而，现有的这类技术往往需要的设备较多，计算较为繁琐，因此，使其使用的效果不佳。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种精确定位的方法、实现该精确定位方法的定位系统以及具有该定位系统的机械手装置。该精确定位的方法可以对操控对象进行精准度的定位并且所需使用的设备较少、成本低廉、算法简单明确、任意方向都可以定位、通用性强。根据本专利技术的一个方面提供一种精确定位方法，所述精确定位方法包括如下步骤：将设置于操控对象上的激光接收元件移动至一预设基准点位，所述预设基准点位位于第一平面内；由至少一固定设置的激光发射元件向所述第一平面发出激光；控制所述激光接收元件在所述第一平面内接收所述激光发射元件发出的激光，并根据所述激光接收元件接收到的激光的位置确定所述激光接收元件的平面坐标；根据所述激光接收元件接收到的所述激光发射元件发出的激光光斑尺寸，计算所述激光发射元件至所述第一平面的距离，确定所述激光接收元件的空间坐标；根据所述空间坐标与所述激光接收元件的预设坐标的差值，对所述操控对象进行校准定位。优选地，在控制所述激光接收元件接收所述激光发射元件的激光的步骤中还包括如下步骤：检测所述激光接收元件在所述预设基准点位是否接收到所述激光发射元件发出的激光；若检测到所述激光发射元件发出的激光，则以所述预设基准点位确定所述激光接收元件的平面坐标；若未检测到所述激光发射元件发出的激光，则控制所述激光接收元件以及所述控制对象在所述第一平面内移动，直至检测到所述激光发射元件发出的激光，并确定所述激光接收元件的平面坐标。优选地，所述激光接收元件在所述第一平面内的移动路径呈方波状，在控制所述激光接收元件在所述第一平面内移动的步骤中还包括如下步骤：由所述预设基准点位沿第一方向移动第一距离；若未检测到所述激光发射元件发出的激光，则沿第二方向移动第二距离，其中，所述第二方向垂直所述第一方向；若未检测到所述激光发射元件发出的激光，则沿与所述第一方向相反的方向移动第一距离；若未检测到所述激光发射元件发出的激光，则沿第二方向移动第二距离；重复上述步骤直至检测到所述激光发射元件发出的激光。优选地，所述第二距离小于等于所述激光发射元件的直径。优选地，所述激光接收元件在所述第一平面内的移动路径呈锯齿状或正弦波状。优选地，对所述操控对象进行校准定位的步骤包括如下步骤：根据所述空间坐标与所述激光发射元件的预设坐标的差值，计算并替换所述预设基准点位以及所述激光发射元件的坐标。优选地，对所述操控对象进行校准定位的步骤包括如下步骤：根据所述空间坐标与所述激光发射元件的预设坐标的差值，将所述激光接收元件移动至其预设坐标。优选地，由多个固定设置的激光发射元件向所述第一平面发出激光，其中，在确定所述激光接收元件的平面坐标的步骤中，依次控制所述激光接收元件在所述第一平面内接收所有所述激光发射元件发出的激光，确定接收到各个所述激光发射元件发出激光的位置所对应的所述激光接收元件的平面坐标。优选地，所述精确定位方法用于机械手装置工作前的定位校准，其中，所述机械手装置包括机械手以及第一平台，所述操控对象为所述机械手装置的机械手，所述激光接收元件设置于所述机械手上，所述激光发射元件设置于所述第一平台上。优选地，所述激光接收元件的预设基准点位所对应的所述机械手所在位置为所述机械手的工作初始位置。优选地，由多个固定设置的激光发射元件向所述第一平面发出激光，其中，多个所述激光发射元件设置于所述第一平台的同一侧。根据本专利技术的另一个方面，还提供一种定位系统，所述定位装置包括：至少一固定设置的激光发射元件；一激光接收元件，所述激光接收元件设置于操控对象上，且所述激光接收元件至少可相对所述激光发射元件在第一平面内移动；以及控制检测单元，控制所述激光接收元件在所述第一平面内移动并计算所述激光接收元件接收到所述激光发射元件发出激光时的空间坐标。根据本专利技术的又一个方面，还提供一种机械手装置，所述机械手装置包括：机械手和第一平台，所述机械手在所述第一平台上进行工作；以及上述的定位系统，其中，所述激光接收元件设置于所述机械手上，所述激光发射元件设置于所述第一平台上。优选地，所述机械手装置还包括第二平台，所述机械手设置于所述第二平台上。相比于现有技术，本专利技术实施例提供的精确定位方法和定位系统通过控制设置于操控对象上的激光接收元件在第一平面内接收激光发射元件发出的激光，确定激光接收元件的平面坐标以及空间坐标，并且根据该空间坐标与激光接收元件的预设坐标的差值，对操控对象进行校准定位的方式来对操控对象进行精准度的定位，当本专利技术的机械手装置应用该定位系统时可以避免机械手因人为搬动，震动产生偏移而引起的操作错误等问题。并且该精确定位方法还具有所需使用的设备较少、成本低廉、算法简单明确、任意方向都可以定位、通用性强等优点。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术的一种精确定位方法的流程图；图2为本专利技术的一种机械手装置的结构示意图；图3为本专利技术的一种机械手装置的仰视图；图4为本专利技术一种机械手装置的机械手的结构示意图；图5为本专利技术一种精确定位方法在控制激光接收元件接收激光发射元件的激光的各个步骤的流程图；图6为本专利技术的一种精确定位方法在控制激光接收元件在第一平面内移动的各个步骤的流程图；图7为本专利技术一种精确定位方法中激光接收元件的移动轨迹图；以及图8为本专利技术的一种精确定位方法计算激光发射元件至所述第一平面的距离的原理图。具体实施方式现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本专利技术将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本专利技术的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员应意识到，没有特定细节中的一个或更多，或者采用其它的方法、组元、材料等，也可以实践本专利技术的技术方案。在某些情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本专利技术。下面结合附图和实施例对本专利技术的
技术实现思路
进行进一步地说明。请参见图1，其示出了本专利技术的一种精确定位方法的流程图。需要说明的是，本专利技术的精确定位方法可以应用于机械手装置工作前的定位校准中。因此，本专利技术的实施例中以机械手装置的定位校准为例进行说明，但并不以此为限，该控制方法同样可以应用于其他自动化设备的定位技术中。如图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种精确定位方法，其特征在于，所述精确定位方法包括如下步骤：将设置于操控对象上的激光接收元件移动至一预设基准点位，所述预设基准点位位于第一平面内；由至少一固定设置的激光发射元件向所述第一平面发出激光；控制所述激光接收元件在所述第一平面内接收所述激光发射元件发出的激光，并根据所述激光接收元件接收到的激光的位置确定所述激光接收元件的平面坐标；根据所述激光接收元件接收到的所述激光发射元件发出的激光光斑尺寸，计算所述激光发射元件至所述第一平面的距离，确定所述激光接收元件的空间坐标；根据所述空间坐标与所述激光接收元件的预设坐标的差值，对所述操控对象进行校准定位。

【技术特征摘要】
1.一种精确定位方法，其特征在于，所述精确定位方法包括如下步骤：将设置于操控对象上的激光接收元件移动至一预设基准点位，所述预设基准点位位于第一平面内；由至少一固定设置的激光发射元件向所述第一平面发出激光；控制所述激光接收元件在所述第一平面内接收所述激光发射元件发出的激光，并根据所述激光接收元件接收到的激光的位置确定所述激光接收元件的平面坐标；根据所述激光接收元件接收到的所述激光发射元件发出的激光光斑尺寸，计算所述激光发射元件至所述第一平面的距离，确定所述激光接收元件的空间坐标；根据所述空间坐标与所述激光接收元件的预设坐标的差值，对所述操控对象进行校准定位。2.如权利要求1所述的精确定位方法，其特征在于，在控制所述激光接收元件接收所述激光发射元件的激光的步骤中还包括如下步骤：检测所述激光接收元件在所述预设基准点位是否接收到所述激光发射元件发出的激光；若检测到所述激光发射元件发出的激光，则以所述预设基准点位确定所述激光接收元件的平面坐标；若未检测到所述激光发射元件发出的激光，则控制所述激光接收元件以及所述控制对象在所述第一平面内移动，直至检测到所述激光发射元件发出的激光，并确定所述激光接收元件的平面坐标。3.如权利要求2所述的精确定位的方法，其特征在于，所述激光接收元件在所述第一平面内的移动路径呈方波状，在控制所述激光接收元件在所述第一平面内移动的步骤中还包括如下步骤：由所述预设基准点位沿第一方向移动第一距离；若未检测到所述激光发射元件发出的激光，则沿第二方向移动第二距离，其中，所述第二方向垂直所述第一方向；若未检测到所述激光发射元件发出的激光，则沿与所述第一方向相反的方向移动第一距离；若未检测到所述激光发射元件发出的激光，则沿第二方向移动第二距离；重复上述步骤直至检测到所述激光发射元件发出的激光。4.如权利要求3所述的精确定位的方法，其特征在于，所述第二距离小于等于所述激光发射元件的直径。5.如权利要求2所述的精确定位的方法，其特征在于，所述激光接收元件在所述第一平面内的移动路径呈锯齿状或正弦波状。6.如权利要求1所述的精确定位的方法，其特征在于，对所述操控对象进行校准定位的步骤包括如下步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：虞立，
申请(专利权)人：英华达上海科技有限公司，英华达上海电子有限公司，英华达股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31