[發(fā)明專利]一種調(diào)整六維力/力矩傳感器標(biāo)校坐標(biāo)系的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810924315.3
• 申請(qǐng)日: 2018-08-14
• 公開（公告）號(hào): CN109084932B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫竣利;熊琳;袁明論;劉春風(fēng);張妍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 坤維（北京）科技有限公司
• 主分類號(hào): G01L25/00
• 分類號(hào): G01L25/00;G01L5/16
• 代理公司: 北京知果之信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11541
• 代理人: 楊巖巖;李志剛

本申請(qǐng)公開了一種調(diào)整六維力/力矩傳感器標(biāo)校坐標(biāo)系的方法和系統(tǒng)。該方法包括基于基準(zhǔn)坐標(biāo)系的X基準(zhǔn)面、Y基準(zhǔn)面和Z基準(zhǔn)面，調(diào)整位于標(biāo)校設(shè)備上的標(biāo)校加載頭和滑輪從而將標(biāo)校加載頭的標(biāo)校坐標(biāo)系調(diào)整為與基準(zhǔn)坐標(biāo)系一致。本申請(qǐng)解決了現(xiàn)有技術(shù)中建立標(biāo)校坐標(biāo)系時(shí)基于不同的標(biāo)校空間坐標(biāo)系，操作繁瑣容易出錯(cuò)，降低了傳感器標(biāo)校的精確度和可靠性的技術(shù)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域，具體而言，涉及一種調(diào)整六維力/力矩傳感器標(biāo)校坐標(biāo)系的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

六維力/力矩傳感器存在多種結(jié)構(gòu)形式，主要用于同時(shí)測(cè)量空間三維的力(Fx，F(xiàn)y，F(xiàn)z)和力矩(Mx，My，Mz)。伴隨著機(jī)器人的智能化發(fā)展，力控型機(jī)器人越來越受到相關(guān)企業(yè)的關(guān)注，因此使用六維力/力矩傳感器是不可避免的趨勢(shì)。

六維力/力矩傳感器的輸入載荷和輸出電壓之間存在一定的關(guān)系，這種關(guān)系就允許機(jī)器人上安裝的傳感器在實(shí)際使用過程中，可以根據(jù)采集到的電壓信號(hào)來計(jì)算出實(shí)際受到的載荷，再通過控制系統(tǒng)進(jìn)行反饋操作，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的力控過程。這種關(guān)系的確定就需要對(duì)六維力/力矩傳感器進(jìn)行標(biāo)校，從而可以通過相應(yīng)的解耦算法來進(jìn)行解耦，獲得各個(gè)分量的實(shí)際載荷與六個(gè)輸出電壓之間的數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換關(guān)系。對(duì)六維力/力矩傳感器進(jìn)行標(biāo)校是傳感器投入生產(chǎn)使用前必須進(jìn)行的一道環(huán)節(jié)。因此，六維力/力矩傳感器標(biāo)校設(shè)備在傳感器生產(chǎn)中占有重要的一席。

高精度的六維力/力矩標(biāo)校坐標(biāo)系是標(biāo)校設(shè)備的精度和可靠性保障，也就是說，高精度的六維力/力矩傳感器需要高精度的標(biāo)校設(shè)備進(jìn)行保障，而高精度的標(biāo)校設(shè)備又是建立在高精度的六維力/力矩標(biāo)校坐標(biāo)系的基礎(chǔ)上。目前，市場上形成了不同種類的標(biāo)校設(shè)備和標(biāo)校方法，不同的標(biāo)校設(shè)備或者方法分別采用各自的標(biāo)校空間坐標(biāo)系建立方式，從而基于標(biāo)校空間坐標(biāo)系調(diào)整六維力/力矩標(biāo)校坐標(biāo)系，也就是說，在同一個(gè)標(biāo)校空間使用不同標(biāo)校設(shè)備進(jìn)行傳感器標(biāo)校時(shí)，需要根據(jù)每個(gè)標(biāo)校設(shè)備所在的標(biāo)校空間坐標(biāo)系，調(diào)整六維力/力矩標(biāo)校坐標(biāo)系，操作繁瑣，且在調(diào)整標(biāo)校坐標(biāo)系時(shí)容易選錯(cuò)參考的標(biāo)校空間坐標(biāo)系，容易出錯(cuò)。此外，基于不同標(biāo)校空間坐標(biāo)系建立標(biāo)校坐標(biāo)系時(shí)，精確度也有不同的差異，從而在進(jìn)行傳感器標(biāo)校時(shí)，反映的精確度結(jié)果則完全不同，前后的測(cè)量結(jié)果缺少一致性，無法進(jìn)行結(jié)果的比對(duì)及校準(zhǔn)，降低了傳感器校準(zhǔn)的精確度和可靠性。

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，目前尚無有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)的主要目的在于提供一種調(diào)整六維力/力矩傳感器標(biāo)校坐標(biāo)系的方法和系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中建立標(biāo)校坐標(biāo)系時(shí)基于不同的標(biāo)校空間坐標(biāo)系，操作繁瑣容易出錯(cuò)，降低了傳感器校準(zhǔn)的精確度和可靠性的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，提供了一種調(diào)整六維力/力矩傳感器標(biāo)校坐標(biāo)系的方法。

根據(jù)本申請(qǐng)的調(diào)整六維力/力矩傳感器標(biāo)校坐標(biāo)系的方法，包括：

調(diào)整位于標(biāo)校設(shè)備上的標(biāo)校加載頭和X軸滑輪，使得所述標(biāo)校加載頭的X軸線與基準(zhǔn)坐標(biāo)系的X基準(zhǔn)面平行，所述X軸滑輪至X基準(zhǔn)面的距離與所述標(biāo)校加載頭的設(shè)備中心至X基準(zhǔn)面的距離相等；

調(diào)整位于標(biāo)校設(shè)備上的標(biāo)校加載頭和Y軸滑輪，使得所述標(biāo)校加載頭的Y軸線與所述基準(zhǔn)坐標(biāo)系的Y基準(zhǔn)面平行，所述Y軸滑輪至Y基準(zhǔn)面的距離與所述標(biāo)校加載頭的設(shè)備中心至Y基準(zhǔn)面的距離相等；

調(diào)整所述X軸滑輪和Y軸滑輪，使得所述X軸滑輪和Y軸滑輪至Z基準(zhǔn)面的距離與所述標(biāo)校加載頭的設(shè)備中心至Z基準(zhǔn)面的距離相等。

進(jìn)一步的，調(diào)整位于標(biāo)校設(shè)備上的標(biāo)校加載頭，使得所述標(biāo)校加載頭的X軸線與所述基準(zhǔn)坐標(biāo)系的X基準(zhǔn)面平行，包括：

調(diào)整標(biāo)校加載頭，使得所述標(biāo)校加載頭上的兩個(gè)X軸校準(zhǔn)面到所述X基準(zhǔn)面的距離相等。

進(jìn)一步的，調(diào)整位于標(biāo)校設(shè)備上的標(biāo)校加載頭，使得所述標(biāo)校加載頭的Y軸線與所述基準(zhǔn)坐標(biāo)系的Y基準(zhǔn)面平行，包括：