[發明專利]一種基于視覺補償的機械臂偏移檢測系統及方法

有效

• 申請號: 202110207770.3
• 申請日: 2021-02-25
• 公開（公告）號: CN112549085B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 張龍達;郭柏軍;郝素麗;王云山;柳晶波
• 申請（專利權）人: 遼寧省醫療器械檢驗檢測院
• 主分類號: B25J19/00
• 分類號: B25J19/00;B25J9/16
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

1.一種基于視覺補償的機械臂偏移檢測系統，其特征在于：包括：

施力組件，包括固定安裝的電磁鐵以及與電磁鐵配合的銜鐵圈，所述銜鐵圈固定安裝在機械臂末端處；

視覺跟蹤組件，包括激光跟蹤儀以及至少三個固定安裝在所述銜鐵圈上的靶球，各所述靶球之間距離各不相等，所述激光跟蹤儀采集各靶球的位置信息；

上位機，分別與所述激光跟蹤儀、所述電磁鐵以及所述機械臂連接，并分別控制所述機械臂運動以及所述電磁鐵通電，并獲取所述激光跟蹤儀采集的各所述靶球位置信息；

所述上位機控制所述機械臂運動至若干不同位置，并獲取所述激光跟蹤儀采集的不同位置處各所述靶球位置，根據所述靶球與機械臂末端之間的安裝參數計算得到激光跟蹤儀坐標系與機械臂坐標系之間的變換關系RT；

所述上位機控制所述機械臂沿著所述機械臂坐標系的Z軸方向運動，其運動軌跡為L₁，并根據所述激光跟蹤儀坐標系與所述機械臂坐標系之間的變換關系RT計算得到所述機械臂在所述激光跟蹤儀坐標系下的運動軌跡L₂，從而計算得到在所述激光跟蹤儀坐標系下的運動軌跡L₂上若干位置處各所述靶球的位置坐標K（k₁ ,k₂ ,…,k_n），其中，n表示運動軌跡L₂上選定的機械臂所處位置的數量，k_n表示運動軌跡L₂上的位置n處各靶球的位置坐標；

所述上位機控制所述電磁鐵通電為所述機械臂末端施加電磁力，所述上位機通過所述激光跟蹤儀獲取得到偏移后機械臂末端的運動軌跡L₂'，并據此計算運動軌跡L₂'上對應位置處所述靶球在所述激光跟蹤儀中的位置坐標 K'（k₁', k₂',…, k_n'），其中k_n'表示運動軌跡L₂'上的位置n處各靶球的位置坐標，并結合運動軌跡L₂上對應位置處所述靶球的位置坐標通過最小二乘法求解得到二者之間的變換關系M，最終計算得到機械臂末端的受外力的位姿偏移量RT*M。

2.根據權利要求1所述的機械臂偏移檢測系統，其特征在于：所述電磁力超過外部力臨界值后，所述機械臂末端的銜鐵圈在電磁力作用下會發生運動，使得其上所述靶球的運動軌跡會和實際規劃的軌跡產生偏移，則根據該外部力臨界值計算得到所述機械臂末端的最大偏移受力值和相應的偏移方向。

3.根據權利要求1所述的機械臂偏移檢測系統，其特征在于：所述施力組件還包括支架，在所述支架上設置有導軌，所述電磁鐵滑動安裝在所述導軌上；

所述上位機與所述導軌連接，并控制所述導軌與所述機械臂同步運動，從而實現所述電磁鐵與所述機械臂同步運動，并通過所述電磁鐵的電流調整所述電磁鐵與所述銜鐵圈之間的電磁力。