[發明專利]機械臂末端空間重復定位精度測量裝置與方法

有效

• 申請號: 201810322701.5
• 申請日: 2018-04-11
• 公開（公告）號: CN108680101B
• 公開（公告）日: 2019-11-01
• 發明（設計）人: 劉成良;陶建峰;羅正雄;覃程錦;鄭建國;邱志康
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 莊文莉

本發明提供了一種機械臂末端空間重復定位精度測量裝置，包含激光測距儀、夾持裝置、相機以及接光屏；多個激光測距儀安裝在夾持裝置上，夾持裝置包含附接點，所述附接點安裝在機械臂末端；多個激光測距儀之間存在安裝夾角，多個激光測距儀的中軸線在長度延伸方向上相交于附接點；激光測距儀發出的激光射線能夠在接光屏上形成光斑；相機能夠拍攝到接光屏上的光斑。相應地，本發明還提供了一種機械臂末端空間重復定位精度測量方法。本發明每次測量機械臂末端空間位置時，可以一次得到所需要的測量值，操作步驟比較簡單；使用角度信息代替傳統光學距離信息，大大減少制作成本；且只用到一個相機，成本較為低廉。

技術領域

本發明涉及工業自動化控制領域，具體地，涉及一種機械臂末端空間重復定位精度測量裝置與方法。

背景技術

機械臂是現代自動化發展的代表，被廣泛應用于各個領域。機械臂能協助工人甚至獨立完成高難度，高風險的工作，不僅完成質量高，而且效率高，因此機械臂在生產中承擔著很多關鍵的角色，這就對機械臂的各項指標都提出了很高的要求。機械臂末端空間重復定位精度是一項重要的技術參數，是保證機械臂工作的質量的重要因素之一。機械臂末端空間重復定位精度的測量一直受到廣泛關注，但是還有許多問題需要解決。目前常用的機械臂末端空間重復定位精度的測量方法主要是拉線式定位測量法。但是拉線式測量裝置體積龐大，價格也十分昂貴，裝置移動不靈活。因此設計一種成本低，精度達到機器人檢測標準，操作簡便的工業機器人重復定位精度裝置是十分有必要的。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種機械臂末端空間重復定位精度測量裝置與方法。

根據本發明提供的機械臂末端空間重復定位精度測量裝置，包含激光測距儀、夾持裝置、相機以及接光屏；

多個激光測距儀安裝在夾持裝置上，夾持裝置包含附接點，所述附接點安裝在機械臂末端；多個激光測距儀之間存在安裝夾角，多個激光測距儀的中軸線在長度延伸方向上相交于附接點；

激光測距儀發出的激光射線能夠在接光屏上形成光斑；相機能夠拍攝到接光屏上的光斑。

優選地，所述相機包含高清相機，高清相機安裝在設置的相機架上。

優選地，所述接光屏水平放置，高清相機的鏡頭與接光屏平行布置。

優選地，還包含計算機，所述計算機與高清相機相連。

優選地，所述計算機包含以下模塊：

圖像模塊：獲取高清相機拍攝的照片，對照片進行圖像處理，提取得到光斑坐標信息；

定位模塊：根據光斑坐標信息，計算獲得空間重復定位精度。

本發明還提供了一種機械臂末端空間重復定位精度測量方法，包含以下步驟：

組裝準備步驟：對機械臂末端重復定位精度測量裝置進行組裝，使機械臂末端到達設定位置，使激光測距儀發出的激光射線在接光屏上形成光斑；

數據采集步驟：獲取激光測距儀的角度信息與測量得到的距離數據，與高清相機拍攝的帶有光斑的接光屏的照片I₁；

末端位置計算步驟：根據距離數據、照片I₁上光斑的坐標以及激光測距儀之間安裝夾角信息計算得到機械臂末端位置。

優選地，還包含以下步驟：

測試次數判定步驟：判斷機械臂末端位置的計算次數是否達到了設定次數，若否，返回執行數據采集步驟；若是，執行空間重復定位精度計算步驟；

空間重復定位精度計算步驟：根據多次機械臂末端位置的計算結果，計算獲得機械臂末端空間重復定位精度。