[發明專利]多關節機器人及其零位標定方法、裝置和可讀介質

有效

• 申請號: 202210674624.6
• 申請日: 2022-06-14
• 公開（公告）號: CN114872025B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 賀巖;黃舒平
• 申請（專利權）人: 上海捷勃特機器人有限公司
• 主分類號: B25J9/04
• 分類號: B25J9/04;B25J9/16
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 杜娟;駱希聰

本發明提供了一種多關節機器人及其零位標定方法。該零位標定方法包括：控制小臂的小臂軸線與底座的底座安裝平面平行；控制第一關節勻速旋轉，通過小臂慣性傳感器獲取小臂的第一動態加速度信息，根據第一動態加速度信息、大臂長度和小臂慣性傳感器的位置計算第一偏轉角；控制第四關節從第四初始位置旋轉至目標位置，通過小臂慣性傳感器獲取小臂的第一加速度信息，根據第一加速度信息計算第四關節的第四偏轉角；以及控制小臂中的電磁線圈靠近底座，控制電磁線圈產生方向相反的第一磁場和第二磁場，通過底座中的磁力計分別獲得第一矢量和第二矢量，根據第一矢量和第二矢量之差在底座安裝平面上的投影計算第一關節的第一偏轉角。

技術領域

本發明主要涉及機器人領域，尤其涉及一種多關節機器人及其零位標定方法、裝置和計算機可讀介質。

背景技術

串聯多關節機器人在出廠時要進行零位標定。多關節機器人的各活動關節在初始位置時具有相對誤差，零位標定的目的是對零位相對誤差進行辨識和補償。目前的零位標定技術包括：(1)采用專業標定設備，比如激光跟蹤儀、拉線編碼器測量儀等，可以通用于不同廠家的機器人；(2)各個機器人廠家自主開發的標定設備。例一，在機械本體上預留安裝位置，先利用水平儀或慣性傳感器測量機器人安裝平面的水平度，再把裝有水平儀或慣性傳感器的裝置安裝在機械本體相應位置上，分別測出該安裝位置與安裝平面之間的角度，推算機器人各個關節的零位位置。例二，在機械本體上預留孔位，設計一種插銷裝置，只有當機器人關節旋轉到特定位置時插銷才能插到位，通過該特定裝置來推算零點位置。例三，在機械本體上預留安裝位置，設計一種碰撞裝置，將碰撞裝置安裝在機械本體上的安裝位置上，當機器人關節旋轉到特定位置時發生碰撞，機器人控制器通過碰撞檢測，根據發生碰撞的位置來推算零點位置。如果機器人經過維修，需要進行拆裝或電機更換，會使零位信息不匹配，則需要重新標定。根據上述的這些零位標定技術都需要依賴額外的設備和專業的工程人員，并且通常需要在客戶現場進行零位標定，耗費人力物力，具有諸多不便。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供方便、準確、自動實現零位標定的多關節機器人及其零位標定方法、裝置和計算機可讀介質。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種多關節機器人的零位標定方法，所述多關節機器人包括底座、大臂和小臂，所述大臂位于第二關節和第三關節之間，所述小臂位于第四關節和機器人末端之間，包括：控制所述小臂的小臂軸線與所述底座的底座安裝平面平行；控制第一關節勻速旋轉，所述第一關節位于第一初始位置，通過小臂慣性傳感器獲取所述小臂的第一動態加速度信息，根據所述第一動態加速度信息、大臂長度和所述小臂慣性傳感器的位置計算第一偏轉角，控制所述第二關節和所述第三關節旋轉所述第一偏轉角，使所述第二關節和所述第三關節位于各自的零位；控制所述第四關節從第四初始位置旋轉至目標位置，通過所述小臂慣性傳感器獲取所述小臂的第一加速度信息，根據所述第一加速度信息計算所述第四關節的第四偏轉角，控制所述第四關節從所述第四初始位置旋轉所述第四偏轉角，使所述第四關節位于其零位；以及控制所述第二關節和所述第三關節移動以使所述小臂中的電磁線圈位于靠近所述底座的目標位置，控制所述電磁線圈兩端的電壓使所述電磁線圈分別產生方向相反的第一磁場和第二磁場，讀取所述底座中的磁力計的磁力計數據，所述磁力計數據包括所述第一磁場對應的第一矢量和所述第二磁場對應的第二矢量，使所述第一矢量和所述第二矢量相減獲得第三矢量，獲得所述第三矢量投影在所述底座安裝平面上的第三投影矢量，根據所述磁力計的安裝方向和所述第三投影矢量的當前方向計算第二偏轉角，控制所述第一關節旋轉所述第二偏轉角，使所述第一關節位于其零位，其中，所述磁力計的安裝方向和所述第一關節的零位方向重合。

在本申請的一實施例中，控制所述小臂的小臂軸線與所述底座的底座安裝平面平行的步驟包括：當所述第一關節靜止在所述第一初始位置時，通過所述小臂慣性傳感器獲取所述小臂的初始加速度信息；控制所述第一關節勻速旋轉，通過所述小臂慣性傳感器獲取所述小臂的初始動態加速度信息；根據所述初始加速度信息和所述初始動態加速度信息計算所述小臂與所述底座安裝平面之間的第一夾角；以及控制所述第二關節或所述第三關節旋轉所述第一夾角，使所述小臂軸線與所述底座的底座安裝平面平行。