CN112873210A - 一种用于机械手点位标定的标定装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于机械手点位标定的标定装置，涉及机械手点位标定装置技术领域；为了提高标定的速率，降低标定的成本；具体包括底座和卡接机构，所述底座顶部外壁放置有控制柜，所述底座顶部外壁通过螺栓固定有机械手，所述控制柜两侧内壁转动连接有同一个绕卷盘，所述控制柜一侧外壁通过螺栓固定有伺服电机，所述伺服电机输出端通过联轴器连接于所述绕卷盘一侧外壁，所述控制柜顶部外壁通过螺栓固定有容置座和两个滑轮组件，所述绕卷盘圆周外壁和两个滑轮组件圆周外壁转动连接有同一条滑动绳，所述滑动绳远离绕卷盘的一端卡接有配重座。本发明通过设置有伺服电机可以带动绕卷盘转动，从而可以利用绕卷盘对滑动绳进行绕卷。

Description

一种用于机械手点位标定的标定装置

技术领域

本发明涉及机械手点位标定装置技术领域，尤其涉及一种用于机械手点位标定的标定装置。

背景技术

机械手能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，在机械手使用的过程中为了保证机械手操作的精确度，需要对机械手进行点位标定，即在生产之前，当机械手需要对物品进行拿取时，首先机械手运动到需要对物品进行拿取的位置，且此位置即为标定的点位，通过建立三维坐标系，需要对此点位相对于三维坐标原点的X、Y、Z轴的坐标进行获取标定，从而便于机械手后续进行准确的生产加工。

经检索，中国专利申请号为CN201710185981.5的专利，公开了一种用于工业机械手位置标定的三维定位装置，包括立柱基座、立柱丝杠组件、X轴组件、Y轴组件等，X轴组件与Y轴组件分别固定在立柱丝杠组件与立柱基座上，X轴上Z轴直线滑台模组与Y轴上Z轴直线滑台模组上的红色与绿色激光发射器发射激光，从而实现对机械手指定位置的坐标标定。

上述专利中的一种用于工业机械手位置标定的三维定位装置存在以下不足：在对点位进行定位的过程中需要大量的丝杠滑轨对激光的位置进行调节，从而提高了使用的成本。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的在对点位进行定位的过程中需要大量的丝杠滑轨对激光的位置进行调节，从而提高了使用的成本的缺点，而提出的一种用于机械手点位标定的标定装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种用于机械手点位标定的标定装置，包括底座和卡接机构，所述底座顶部外壁放置有控制柜，所述底座顶部外壁通过螺栓固定有机械手，所述控制柜两侧内壁转动连接有同一个绕卷盘，所述控制柜一侧外壁通过螺栓固定有伺服电机，所述伺服电机输出端通过联轴器连接于所述绕卷盘一侧外壁，所述控制柜顶部外壁通过螺栓固定有容置座和两个滑轮组件，所述绕卷盘圆周外壁和两个滑轮组件圆周外壁转动连接有同一条滑动绳，所述滑动绳远离绕卷盘的一端卡接有配重座，所述配重座内壁放置有砝码，所述容置座内壁通过螺栓固定有滑柱，所述滑柱圆周外壁滑动连接有平移座，所述卡接机构滑动连接于滑柱圆周外壁，且卡接机构内壁粘接于滑动绳圆周外壁，所述平移座卡接于卡接机构外壁，所述平移座外壁设置有标定组件。

优选的：所述卡接机构包括卡接孔和滑动架，所述滑动架滑动连接于滑柱圆周外壁，所述卡接孔开设于滑动架一侧外壁，且滑动绳圆周外壁粘接于卡接孔圆周内壁，所述滑动架两侧外壁均滑动连接有拉动卡位柱。

优选的：所述拉动卡位柱一侧内壁和滑动架一侧内壁卡接有同一个弹簧，所述平移座内壁开设有导孔,所述平移座两侧外壁均设置有卡槽。

优选的：所述标定组件包括四个导柱和护板，四个所述导柱均焊接于平移座顶部外壁，且护板内壁滑动连接于四个所述导柱圆周外壁，所述护板顶部外壁通过螺丝固定有固定柱，所述固定柱顶部外壁通过螺丝固定有伸缩板，所述伸缩板顶部外壁通过螺栓固定有红外测距传感器三，所述伸缩板一侧外壁通过螺栓固定有红外测距传感器二，所述平移座一侧外壁通过螺栓固定有红外测距传感器一。

优选的：所述机械手底部粘接有平衡绳，所述平衡绳底部外壁粘接有插接板，所述插接板四周外壁和底部外壁均焊接有安装筒。

优选的：所述安装筒内壁插接有泡沫杆。

优选的：所述底座顶部外壁通过螺栓固定有限位滑板，所述限位滑板内壁滑动连接有齿条，所述绕卷盘圆周外壁通过键连接有齿轮，且齿轮圆周外壁转动连接于齿条一侧外壁。

在前述方案的基础上：所述齿条顶部外壁通过螺栓固定有顶杆，所述伸缩板一侧外壁通过螺栓固定有顶柱，且顶柱圆周外壁滑动连接于控制柜内壁。

在前述方案的基础上优选的：所述容置座一侧内壁通过螺栓固定有限位板一，所述平移座顶部外壁通过螺栓固定有限位板二。

本发明的有益效果为：

1.通过设置有伺服电机可以带动绕卷盘转动，从而可以利用绕卷盘对滑动绳进行绕卷，同时滑动绳一端卡接有配重座，且配重座内部放置有砝码，因此可以在砝码的压力下使滑动绳在绕卷时可以转动连接于滑轮组件圆周外壁，可以避免滑动绳从滑轮组件上脱离，卡接机构粘接在滑动绳圆周外壁，因此可以在滑动绳绕卷的过程中带动卡接机构沿着滑柱圆周外壁进行移动。

2.利用卡接孔可以将滑动架与滑动绳之间进行粘接固定，拉动卡位柱一侧外壁设置有卡块，通过将两个拉动卡位柱在弹簧的作用下向外拉动可以使两个卡块卡入到两个卡槽内壁，从而可以将滑动架与平移座之间连接为一个整体，同时导孔的内大于滑动绳的外径，当将平移座与滑动架表面脱离时，可以保证滑动绳在移动的过程中平移座不会发生移动，从而不会对后续的点位标定造成影响。

3.机械手在运动的过程中会带动平衡绳和插接板进行运动，当机械手带动平衡绳和插接板运动到点位标定的位置后，此时平衡绳在重力的作用下会保证与水平面垂直，同时由于插接板的四周外壁和底部外壁均插接有泡沫杆，各个方向的力可以相互抵消，因此可以保证插接板呈水平状态，当红外测距传感器二在水平运动的过程中，位于插接板底部的泡沫杆会对红外测距传感器二发射的红外线产生阻挡，从而利用红外测距传感器二可以对其发射端至插接板底部的泡沫杆之间的距离进行测量。

4.护板可以沿着四个导柱圆周外壁进行上下移动，从而可以使红外测距传感器三在上下移动的过程中，位于插接板一侧的其中一个泡沫杆对红外测距传感器三的红外发射端产生阻挡，从而可以利用红外测距传感器一对其发生端和插接板一侧外壁之间的泡沫杆在竖直方向上移动的距离进行测量，于此同时由于红外测距传感器一随着平移座的移动而发生移动，由于红外测距传感器一在移动的过程中其发射端和容置座一侧内壁之间的距离会发生改变，因此利用红外测距传感器一可以对其发射端和容置座一侧内壁之间的距离进行调节。

5.通过设置有齿轮可以在绕卷盘转动的同时使齿轮可以带动齿条在竖直方向进行上下移动，从而可以利用顶杆对顶柱进行顶升，从而可以使伸缩板带动护板上下移动，从而可以对红外测距传感器二和弹簧的高度进行调节。

附图说明

图1为本发明提出的一种用于机械手点位标定的标定装置的整体结构示意图；

图2为本发明提出的一种用于机械手点位标定的标定装置的侧视结构示意图；

图3为本发明提出的一种用于机械手点位标定的标定装置的俯视结构示意图；

图4为本发明提出的一种用于机械手点位标定的标定装置的标定机构爆炸结构示意图；

图5为本发明提出的一种用于机械手点位标定的标定装置的配重组件结构示意图；

图6为本发明提出的一种用于机械手点位标定的标定装置的点位调节组件结构示意图；

图7为本发明提出的一种用于机械手点位标定的标定装置的标定示意图；

图8为本发明提出的一种用于机械手点位标定的标定装置的电路流程示意图。

图中：1-底座、2-限位滑板、3-伸缩板、4-机械手、5-平衡绳、6-控制柜、7-伺服电机、8-绕卷盘、9-顶杆、10-顶柱、11-滑柱、12-滑动绳、13-齿轮、14-齿条、15-容置座、16-护板、17-限位板一、18-红外测距传感器一、19-固定柱、20-导柱、21-卡槽、22-导孔、23-卡接孔、24-滑动架、25-拉动卡位柱、26-弹簧、27-红外测距传感器二、28-配重座、29-砝码、30-泡沫杆、31-插接板、32-安装筒、33-限位板二、34-平移座、35-滑轮组件、36-红外测距传感器三。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

一种用于机械手点位标定的标定装置，如图1-5所示，包括底座1和卡接机构，所述底座1顶部外壁放置有控制柜6，所述底座1顶部外壁通过螺栓固定有机械手4，所述控制柜6两侧内壁转动连接有同一个绕卷盘8，所述控制柜6一侧外壁通过螺栓固定有伺服电机7，所述伺服电机7输出端通过联轴器连接于所述绕卷盘8一侧外壁，所述控制柜6顶部外壁通过螺栓固定有容置座15和两个滑轮组件35，所述绕卷盘8圆周外壁和两个滑轮组件35圆周外壁转动连接有同一条滑动绳12，所述滑动绳12远离绕卷盘8的一端卡接有配重座28，所述配重座28内壁放置有砝码29，所述容置座15内壁通过螺栓固定有滑柱11，所述滑柱11圆周外壁滑动连接有平移座34，所述卡接机构滑动连接于滑柱11圆周外壁，且卡接机构内壁粘接于滑动绳12圆周外壁，所述平移座34卡接于卡接机构外壁，所述平移座34外壁设置有标定组件；通过设置有伺服电机7可以带动绕卷盘8转动，从而可以利用绕卷盘8对滑动绳12进行绕卷，同时滑动绳12一端卡接有配重座28，且配重座28内部放置有砝码29，因此可以在砝码29的压力下使滑动绳12在绕卷时可以转动连接于滑轮组件35圆周外壁，可以避免滑动绳12从滑轮组件35上脱离，卡接机构粘接在滑动绳12圆周外壁，因此可以在滑动绳12绕卷的过程中带动卡接机构沿着滑柱11圆周外壁进行移动，同时由于卡接机构卡接于平移座34表面，因此可以使平移座34同步沿着滑柱11圆周外壁进行滑动，从而可以对标定组件在水平方向进行移动，从而便于后续对点位进行标定。

为了将卡接机构卡接在平移座34上；如图4所示，所述卡接机构包括卡接孔23和滑动架24，所述滑动架24滑动连接于滑柱11圆周外壁，所述卡接孔23开设于滑动架24一侧外壁，且滑动绳12圆周外壁粘接于卡接孔23圆周内壁，所述滑动架24两侧外壁均滑动连接有拉动卡位柱25，所述拉动卡位柱25一侧内壁和滑动架24一侧内壁卡接有同一个弹簧26，所述平移座34内壁开设有导孔22,所述平移座34两侧外壁均设置有卡槽21；利用卡接孔23可以将滑动架24与滑动绳12之间进行粘接固定，拉动卡位柱25一侧外壁设置有卡块，通过将两个拉动卡位柱25在弹簧26的作用下向外拉动可以使两个卡块卡入到两个卡槽21内壁，从而可以将滑动架24与平移座34之间连接为一个整体，同时导孔22的内大于滑动绳12的外径，当将平移座34与滑动架24表面脱离时，可以保证滑动绳12在移动的过程中平移座34不会发生移动，从而不会对后续的点位标定造成影响。

为了进行标定；如图1-6所示，所述标定组件包括四个导柱20和护板16，四个所述导柱20均焊接于平移座34顶部外壁，且护板16内壁滑动连接于四个所述导柱20圆周外壁，所述护板16顶部外壁通过螺丝固定有固定柱19，所述固定柱19顶部外壁通过螺丝固定有伸缩板3，所述伸缩板3顶部外壁通过螺栓固定有红外测距传感器三36，所述伸缩板3一侧外壁通过螺栓固定有红外测距传感器二27，所述平移座34一侧外壁通过螺栓固定有红外测距传感器一18，所述机械手4底部粘接有平衡绳5，所述平衡绳5底部外壁粘接有插接板31，所述插接板31四周外壁和底部外壁均焊接有安装筒32，所述安装筒32内壁插接有泡沫杆30；机械手4在运动的过程中会带动平衡绳5和插接板31进行运动，当机械手4带动平衡绳5和插接板31运动到点位标定的位置后，此时平衡绳5在重力的作用下会保证与水平面垂直，同时由于插接板31的四周外壁和底部外壁均插接有泡沫杆30，各个方向的力可以相互抵消，因此可以保证插接板31呈水平状态，当红外测距传感器二27在水平运动的过程中，位于插接板31底部的泡沫杆30会对红外测距传感器二27发射的红外线产生阻挡，从而利用红外测距传感器二27可以对其发射端至插接板31底部的泡沫杆30之间的距离进行测量，同时由于护板16可以沿着四个导柱20圆周外壁进行上下移动，从而可以使红外测距传感器三36在上下移动的过程中，位于插接板31一侧的其中一个泡沫杆30对红外测距传感器三36的红外发射端产生阻挡，从而可以利用红外测距传感器一18对其发生端和插接板31一侧外壁之间的泡沫杆30在竖直方向上移动的距离进行测量，于此同时由于红外测距传感器一18随着平移座34的移动而发生移动，由于红外测距传感器一18在移动的过程中其发射端和容置座15一侧内壁之间的距离会发生改变，因此利用红外测距传感器一18可以对其发射端和容置座15一侧内壁之间的距离进行调节，所述红外测距传感器一18、红外测距传感器二27和红外测距传感器三36型号均为KTR-GP2D12。

为了带动护板16上下移动；如图1-4所示，所述底座1顶部外壁通过螺栓固定有限位滑板2，所述限位滑板2内壁滑动连接有齿条14，所述绕卷盘8圆周外壁通过键连接有齿轮13，且齿轮13圆周外壁转动连接于齿条14一侧外壁，所述齿条14顶部外壁通过螺栓固定有顶杆9，所述伸缩板3一侧外壁通过螺栓固定有顶柱10，且顶柱10圆周外壁滑动连接于控制柜6内壁；通过设置有齿轮13可以在绕卷盘8转动的同时使齿轮13可以带动齿条14在竖直方向进行上下移动，从而可以利用顶杆9对顶柱10进行顶升，从而可以使伸缩板3带动护板16上下移动，从而可以对红外测距传感器二27和弹簧26的高度进行调节。

为了对参考坐标进行确定；如图1-7所示，所述容置座15一侧内壁通过螺栓固定有限位板一17，所述平移座34顶部外壁通过螺栓固定有限位板二33；在初始阶段，由于由于配重座28和砝码29的压力作用，使得平移座34一侧外壁贴合于限位板一17一侧外壁，且护板16底部外壁贴合于限位板二33顶部外壁，从而可以以此时红外测距传感器一18、红外测距传感器二27和红外测距传感器三36的坐标为起始坐标，由于红外测距传感器一18在移动的过程中其和容置座15一侧内壁之间的距离会发生改变，且红外测距传感器二27可以对其发射端和插接板31底部的泡沫杆30之间的距离进行测量，红外测距传感器三36可以对其发射端和插接板31一侧外壁的泡沫杆30之间的距离进行测量，从而相当于从X、Y、Z三个不同的方向对点位的点位进行了标定。

本实施例在使用时，当需要对点位的点位进行标定时，首先将平移座34沿着滑柱11圆周外壁进行滑动，从而使平移座34一侧外壁与限位板一17一侧外壁进行贴合，接着将卡位机构卡接在平移座34两侧的卡槽21内，从而将平移座34固定在滑动绳12圆周外壁，平移座34可以与滑动绳12进行同步运动，再次过程中，由于顶杆9和顶柱10之间存在一定的距离，从而使得伺服电机7驱动绕卷盘8转动的过程中护板16底部外壁始终压接在限位板二33顶部外壁，接着利用机械手4带动平衡绳5和插接板31进行移动，使插接板31移动到点位的标定位置，在初始阶段，以红外测距传感器一18的位置作为空间坐标轴的原点，以红外测距传感器三36至红外测距传感器一18之间的竖直高度作为Z轴的坐标点，以红外测距传感器二27和红外测距传感器一18之间的水平距离作为X轴上的坐标点，以红外测距传感器二27和红外测距传感器一18之间的水平距离作为Y轴上的坐标点，接着伺服电机7驱动绕卷盘8转动，从而使得滑动绳12带动平移座34沿着滑柱11圆周外壁进行滑动，同时随着平移座34的运动，红外测距传感器一18和容置座15一侧内壁之间的距离会发生改变，从而使Y轴的坐标发生改变，当红外测距传感器二27发生端被插接板31底部的泡沫杆30阻挡时，此时红外测距传感器一18和容置座15一侧内壁之间的距离即为Y轴坐标，同时红外测距传感器二27发射端可以对其与插接板31底部的泡沫杆30之间的距离进行测量，则测量的距离为X轴的坐标，当X、Y轴坐标测量完毕后，接着将平移座34从卡接机构上取下，使得伺服电机7反转，从而使得齿条14沿着限位滑板2内壁上移，使得顶杆9对顶柱10进行顶升，在此过程中，利用红外测距传感器三36对其和插接板31另一侧外壁的泡沫杆30之间的距离进行测量，则测量的距离加上原先Z轴的坐标即为点位点位Z轴的坐标。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于机械手点位标定的标定装置，包括底座（1）和卡接机构，其特征在于，所述底座（1）顶部外壁放置有控制柜（6），所述底座（1）顶部外壁通过螺栓固定有机械手（4），所述控制柜（6）两侧内壁转动连接有同一个绕卷盘（8），所述控制柜（6）一侧外壁通过螺栓固定有伺服电机（7），所述伺服电机（7）输出端通过联轴器连接于所述绕卷盘（8）一侧外壁，所述控制柜（6）顶部外壁通过螺栓固定有容置座（15）和两个滑轮组件（35），所述绕卷盘（8）圆周外壁和两个滑轮组件（35）圆周外壁转动连接有同一条滑动绳（12），所述滑动绳（12）远离绕卷盘（8）的一端卡接有配重座（28），所述配重座（28）内壁放置有砝码（29），所述容置座（15）内壁通过螺栓固定有滑柱（11），所述滑柱（11）圆周外壁滑动连接有平移座（34），所述卡接机构滑动连接于滑柱（11）圆周外壁，且卡接机构内壁粘接于滑动绳（12）圆周外壁，所述平移座（34）卡接于卡接机构外壁，所述平移座（34）外壁设置有标定组件。

2.根据权利要求1所述的一种用于机械手点位标定的标定装置，其特征在于，所述卡接机构包括卡接孔（23）和滑动架（24），所述滑动架（24）滑动连接于滑柱（11）圆周外壁，所述卡接孔（23）开设于滑动架（24）一侧外壁，且滑动绳（12）圆周外壁粘接于卡接孔（23）圆周内壁，所述滑动架（24）两侧外壁均滑动连接有拉动卡位柱（25）。

3.根据权利要求2所述的一种用于机械手点位标定的标定装置，其特征在于，所述拉动卡位柱（25）一侧内壁和滑动架（24）一侧内壁卡接有同一个弹簧（26），所述平移座（34）内壁开设有导孔（22）,所述平移座（34）两侧外壁均设置有卡槽（21）。

4.根据权利要求3所述的一种用于机械手点位标定的标定装置，其特征在于，所述标定组件包括四个导柱（20）和护板（16），四个所述导柱（20）均焊接于平移座（34）顶部外壁，且护板（16）内壁滑动连接于四个所述导柱（20）圆周外壁，所述护板（16）顶部外壁通过螺丝固定有固定柱（19），所述固定柱（19）顶部外壁通过螺丝固定有伸缩板（3），所述伸缩板（3）顶部外壁通过螺栓固定有红外测距传感器三（36），所述伸缩板（3）一侧外壁通过螺栓固定有红外测距传感器二（27），所述平移座（34）一侧外壁通过螺栓固定有红外测距传感器一（18）。

5.根据权利要求4所述的一种用于机械手点位标定的标定装置，其特征在于，所述机械手（4）底部粘接有平衡绳（5），所述平衡绳（5）底部外壁粘接有插接板（31），所述插接板（31）四周外壁和底部外壁均焊接有安装筒（32）。

6.根据权利要求5所述的一种用于机械手点位标定的标定装置，其特征在于，所述安装筒（32）内壁插接有泡沫杆（30）。

7.根据权利要求6所述的一种用于机械手点位标定的标定装置，其特征在于，所述底座（1）顶部外壁通过螺栓固定有限位滑板（2），所述限位滑板（2）内壁滑动连接有齿条（14），所述绕卷盘（8）圆周外壁通过键连接有齿轮（13），且齿轮（13）圆周外壁转动连接于齿条（14）一侧外壁。

8.根据权利要求7所述的一种用于机械手点位标定的标定装置，其特征在于，所述齿条（14）顶部外壁通过螺栓固定有顶杆（9），所述伸缩板（3）一侧外壁通过螺栓固定有顶柱（10），且顶柱（10）圆周外壁滑动连接于控制柜（6）内壁。

9.根据权利要求8所述的一种用于机械手点位标定的标定装置，其特征在于，所述容置座（15）一侧内壁通过螺栓固定有限位板一（17），所述平移座（34）顶部外壁通过螺栓固定有限位板二（33）。

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