[發明專利]一種工業機器人高精度檢測裝置

在審

• 申請號: 201810248250.5
• 申請日: 2018-03-24
• 公開（公告）號: CN108519081A
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 林家春;徐巖;李睿;石照耀
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00;G01C21/18
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本發明公開了一種工業機器人高精度檢測裝置，若干檢測裝置分別環繞設置在待檢測工業機器人末端周圍。慣性測量裝置用于檢測的工業機器人為串聯六軸機器人。慣性測量裝置由三個單軸加速度計傳感器和三個單軸光纖陀螺儀傳感器組成；三個單軸加速度計傳感器分別獲取工業機器人末端x軸、y軸、z軸三個方向上的加速度分量；三個單軸光纖陀螺儀分別獲取工業機器人末端x軸、y軸、z軸三個方向上的角加速度分量。采用慣性測量系統，而非傳統的激光跟蹤測量系統，受環境因素影響較小，可靠性和穩定性更高；采用慣性測量系統可以隨意變換工業機器人姿態，避免了激光跟蹤測量系統需要規劃工業機器人姿態軌跡去防止激光斷光從而不能進行實時測量的弊端。

技術領域

本發明涉及機器人性能評估技術領域，尤其涉及一種工業機器人姿態檢測儀器。

背景技術

機器人是靠自身動力和控制能力來實現各種功能法的機器裝置。它的任務是協助或取代人類工作的工作。工業機器人參與工業生產能夠極大地保證產品質量、縮短產品生產周期、提高生產效率和適應各種復雜勞動條件。它作為一種自動化裝備在工業生產的各領域中被廣泛使用，隨著工業機器人的應用越來越廣泛航天、航空、軍工、民用等，對工業機器人的姿態精度要求越來越高。但是在中國，近年來工業生產中的裝配自動化發展卻相對比較緩慢，究其根源還在于目前生產的大部分工業機器人還不能滿足高精度尤其是姿態的精度，不能滿足這些要求，機器人就不能順利的完成裝配作業，因為在工業生產部門應用機器人的主要目的就是提高勞動效率、削減人員編制和提高產品質量。因此提高工業機器人的姿態精度，也就成為現代機器人技術發展中的一個重要課題。

然而，我國目前還缺少工業機器人高精度姿態檢測產品，限制了我國高精度工業機器人的發展，國外現有的工業機器人姿態檢測儀器主要有萊卡激光跟蹤儀AT960和美國Dynalog公司的單元校正系統Dynacal，具有測量精度較高，速度較快等優點，但同時這兩種儀器體積較大、測量所需要場地和空間也有限制，不利于對工業機器人現場操作測量，同時儀器價格較高。目前缺少高精度的六軸工業機器人姿態檢測發明，由此可見本發明的重要之處。

針對上述這些問題，本專利提出一種新的工業機器人高精度檢測裝置，所需測量空間較小，裝置大小僅140毫米邊長立方體；便于安裝，可直接安裝在工業機器人末端法蘭盤上，價格也相對低一些。

發明內容

本發明的目的是為了克服激光跟蹤儀等現有設備的檢測設備大，所需測試空間要求高等不足，提供了一種工業機器人高精度姿態檢測裝置，可以便捷安裝、實時讀取數據。

為解決上述技術問題，本發明的實施方式提供了一種高精度姿態檢測裝置，該裝置包括慣性測量裝置、慣性測量裝置安裝機構和姿態解算裝置；

所述若干檢測裝置分別環繞設置在待檢測工業機器人末端周圍。

所述慣性測量裝置用于檢測的工業機器人為串聯六軸機器人。

所述慣性測量裝置由三個單軸加速度計傳感器和三個單軸光纖陀螺儀傳感器組成；三個單軸加速度計傳感器分別獲取工業機器人末端x軸、y軸、z軸三個方向上的加速度分量；三個單軸光纖陀螺儀分別獲取工業機器人末端x軸、y軸、z軸三個方向上的角加速度分量。

所述慣性測量裝置安裝機構由六個帶有安裝孔和定位孔的鋁合金正方形板材組成，板材體積大小為140mm*140mm*8mm的鋁合金薄板，材料型號為6061。

所述慣性測量裝置安裝機構，其特征在于：六個板材安裝組成一個正方體，相互平行，相互正交。安裝機構用于將三個單軸加速度計和三個單軸光纖陀螺儀安裝固定，使其靈敏軸相互正交。若不能保證其相互正交，需要對傳感器進行安裝姿態標定。

所述慣性測量裝置安裝機構，其特征在于：將六個傳感安裝其中一端存在安裝孔，安裝孔的尺寸和規格視工業機器人型號而定，通過螺釘連接安裝在工業機器人末端。