[實用新型]一種基于三維力傳感器的工業(yè)機器人標定裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720566859.8
• 申請日: 2017-05-20
• 公開（公告）號: CN206967526U
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王旭浩;張大衛(wèi);趙臣
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: B25J19/00
• 分類號: B25J19/00;B25J19/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所12201
• 代理人: 杜文茹

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種工業(yè)機器人標定裝置。特別是涉及一種基于三維力傳感器的工業(yè)機器人標定裝置。

背景技術(shù)

隨著機器人技術(shù)在各行各業(yè)中的廣泛應(yīng)用，業(yè)界對工業(yè)機器人的重復(fù)定位精度和絕對定位精度要求也越來越高。特別是離線編程技術(shù)的發(fā)展要求機器人必須具備很高的絕對定位精度。目前的工業(yè)機器人重復(fù)定位精度都比較高，一般在0.1mm以下，然而，絕對定位精度卻很低，并且每臺機器人的差別較大，嚴重制約了工業(yè)機器人的應(yīng)用范圍。研究表明，對于具有較高重復(fù)定位精度的機器人，可以通過運動學(xué)參數(shù)標定有效提高機器人的絕對定位精度，因此運動學(xué)參數(shù)標定已經(jīng)成為機器人領(lǐng)域的研究熱點。

運動學(xué)參數(shù)標定是指應(yīng)用先進的測量設(shè)備和基于模型的參數(shù)辨識方法辨識出機器人模型的準確參數(shù)，從而提高機器人定位精度的過程，它包括：建模、測量、參數(shù)辨識和補償四個步驟。傳統(tǒng)的標定方法所建立的標定模型復(fù)雜，數(shù)據(jù)測量一般要借助激光跟蹤儀、三坐標測量機、球桿儀等昂貴的精密測量儀器，并且涉及機器人基礎(chǔ)坐標系與測量系統(tǒng)坐標系間的變換，容易引入外來誤差，標定精度不高。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、標定精度高的基于三維力傳感器的工業(yè)機器人標定裝置。

本實用新型所采用的技術(shù)方案是：一種基于三維力傳感器的工業(yè)機器人標定裝置，包括標定測量組件和標定球組件，所述的標定測量組件安裝在機器人末端法蘭上，所述的標定球組件固定在機器人工作空間內(nèi)，其中，所述的標定測量組件包括有連接底板，固定安裝在所述連接底板一端的三維力傳感器，以及通過螺栓固定安裝在所述三維力傳感器上端的測量球結(jié)構(gòu)，所述連接底板的另一端形成有用于與所述機器人末端法蘭相連接的法蘭安裝結(jié)構(gòu)；所述的標定球組件包括有固定底座，固定安裝在所述固定底座上端的連接件，以及通過螺栓固定安裝在所述連接件上端且與所述的測量球結(jié)構(gòu)相對應(yīng)的標定球結(jié)構(gòu)。

所述的法蘭安裝結(jié)構(gòu)包括有一體連接在所述連接底板的與所述機器人末端法蘭相對應(yīng)處的凸起，所述的凸起處向內(nèi)凹進的形成有用于嵌入所述機器人末端法蘭的凹槽，所述凹槽的底面上形成有用于與所述末端法蘭固定連接的且貫穿連接底板的連接孔。

所述的測量球結(jié)構(gòu)和標定球結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)相同，包括有構(gòu)成測量球結(jié)構(gòu)中的測量球或構(gòu)成標定球結(jié)構(gòu)中的標定球的球體，固定連接在所述球體下端的連接桿，以及固定連接在所述連接桿下端的用于通過螺栓與所述的三維力傳感器或所述的連接件固定連接的連接板，所述連接板上形成有用于插入螺栓的貫通孔。

所述的三維力傳感器的量程為0-5Kg，輸出靈敏度為1.0±10％mV/V。

本實用新型的一種基于三維力傳感器的工業(yè)機器人標定裝置，結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、安裝方便，標定方法操作步驟簡單、標定精度高。具有的優(yōu)點和積極效果是：

1、相比于激光跟蹤儀、三坐標測量機、球桿儀等昂貴的精密測量儀器，本實用新型成本低，安裝方便，操作簡單；

2、標定球組件可以固定在工業(yè)機器人工作空間內(nèi)任意位置，可以對工業(yè)機器人整個工作空間進行標定；

3、標定算法不需要測量絕對位置，不涉及機器人基礎(chǔ)坐標系與測量系統(tǒng)坐標系間的變換，標定精度高。

附圖說明

圖1是本實用新型基于三維力傳感器的工業(yè)機器人標定裝置中機器人和標定測量組件示意圖；

圖2是本實用新型基于三維力傳感器的工業(yè)機器人標定裝置中標定測量組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實用新型基于三維力傳感器的工業(yè)機器人標定裝置中標定球組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實用新型標定測量組件和標定球組件中的測量球結(jié)構(gòu)或標定球結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本實用新型中標定球球心到測量球球心的位置向量示意圖。

圖中

1：機器人 2：標定測量組件

21：連接底板22：三維力傳感器

23：測量球結(jié)構(gòu)24：法蘭安裝結(jié)構(gòu)

241：凸起 242：底面

243：連接孔 3：標定球組件

31：固定底座32：連接件

33：標定球結(jié)構(gòu)101：球體

102：連接桿 103：貫通孔

104：連接板

具體實施方式

下面結(jié)合實施例和附圖對本實用新型的一種基于三維力傳感器的工業(yè)機器人標定裝置做出詳細說明。