CN112959309B - 一种寻找机械臂工作点以及进行机械臂注册用工具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及医疗器械技术领域,尤其涉及一种寻找机械臂工作点以及进行机械臂注册用工具,包括连杆立柱、底座,注册矩阵、立柱、被动标识点、被动标识点基座以及标定碗;所述连杆立柱垂直于底座,并与底座固定连接,所述注册矩阵垂直于连杆立柱中轴线,标定碗则与注册矩阵螺纹连接;所述注册矩阵成十字状,其四个顶点上分别安装有四个立柱,所述被动标识点基座上设有被动标识点,两者组成的被动标识点组件则与立柱过盈配合连接。实现将机械臂末端工具与机械臂本体位置统一到任意视觉机器的坐标系中。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域,尤其涉及一种寻找机械臂工作点以及进行机械臂注册用工具。
背景技术
工业机器人工具坐标系标定精度是机器人引导焊枪等机器人工具精确“指哪打哪”的关键。惯用的多点法标定法操作过程是:变换机器人机械臂姿态,并使不同姿态工具尖端点的空间坐标位置始终不变。通常使用含有圆锥尖端的标定辅具,调整机器人机械臂姿态使机器人工具尖端与所述辅具圆锥尖端共点,记录5种不同姿态用于标定计算。
工业机器人末端工具的频繁更换及加工时出现的各类振动及碰撞会使工具位置发生偏移,导致标定的工具坐标系精度降低,致使机器人系统的加工精度无法达到工艺要求,甚至可能影响生产线的正常运转,造成时间、资金以及原材料的浪费。
发明内容:
为解决背景技术中所述的问题,本发明提供一种可以实现将机械臂末端工具与机械臂本体位置统一到任意视觉机器的坐标系中的寻找机械臂工作点以及进行机械臂注册用工具。
本发明的技术方案为:一种寻找机械臂工作点以及进行机械臂注册用工具,包括连杆立柱、底座,注册矩阵、立柱、被动标识点、被动标识点基座以及标定碗;所述连杆立柱垂直于底座,并与底座固定连接,所述注册矩阵垂直于连杆立柱中轴线,标定碗则与注册矩阵螺纹连接;所述注册矩阵成十字状,其四个顶点上分别安装有四个立柱,所述被动标识点基座上设有被动标识点,两者组成的被动标识点组件则与立柱过盈配合连接。
作为优选,所述底座为圆台结构,圆台底部为马蹄形凸起快装结构,圆台上表面设有一腰型凹槽,用于定位连杆立柱。
进一步地,所述腰型凹槽内部存在三个全等圆形凹槽,用于放置弹性垫片,这三个圆形凹槽的中心连线,形成一个等边三角形;与圆形凹槽同轴的为三个沉头螺纹孔,沉头螺纹孔贯穿整个底座。
进一步地,所述底座的底面上还开有限位用不规则凹槽,其与锁紧装置配合以后能够顺利固定整个注册工具。
进一步地,所述连杆立柱垂直于底座;连杆立柱底部为一腰型凸台,与腰型凹槽配合装配,限定连杆立柱与底座的相对位置;腰型凸台根部为一腰型退刀槽,方便与腰型凹槽紧密配。
进一步地,所述腰型凸台上存在三个螺纹孔,螺纹孔的中心连线为一等边三角形,所述等边三角形与底座上三个圆形凹槽的中心连线形成的等边三角形全等;通过三个沉头螺钉,可以将二者锁紧连接。
进一步地,所述连杆立柱主体为圆台和圆柱拼接在一起,圆柱的直径与圆台的上圆面直径相等;所述圆柱远离圆台的一端为弧形状。
进一步地,所述连杆立柱靠近圆柱弧形状的一端开有平面,所述平面上存在方形凹槽,用于和注册矩阵连接配合;所述方形凹槽开有倒角,防止割伤人体;与方形凹槽相对的一侧,开有内六角圆柱头沉头螺纹孔,用于安装沉头螺丝,以便于锁紧连杆立柱和注册矩阵。
进一步地,所述注册矩阵主要包括圆柱体和十字矩阵;圆柱体远离十字矩阵的一端为方形凸台,该方形凸台与连杆立柱的方形凹槽相配合;所述方形凸台的顶部平面开有螺纹孔一;方形凸台与圆柱体之间存在退刀槽,方便加工和装配,所述圆柱体远离方形凸台的这端与十字矩阵固连,二者相互垂直。
进一步地,所述十字矩阵的四条边长短不一,每条边的顶端有特制螺纹孔,特制螺纹孔的表面有限位台阶,用于限制需要安装的螺钉的深度;十字矩阵四边交汇处有凸台;从凸台向下开有螺纹孔二,用于安装标定碗。
进一步地,所述特制螺纹孔上装有立柱;立柱安装到位以后将会沉于十字矩阵表面;所述立柱与被动标识点组件过盈配合,二者通过按压的方式直接装配;所述被动标识点组件包括被动标识点基座和被动标识点,所述被动标识点镶嵌在被动标识点基座内部。
进一步地,所述被动标识点组件共4个,其会形成一个矩阵关系,用于确定当前工具的位置。
进一步地,所述十字矩阵与标定碗通过螺纹连接,并通过凸台进行限位,同时凸台直径小于标定碗凸台直径,有利于减小摩擦。
进一步地,所述标定碗主要包括螺纹凸台,所述螺纹凸台和注册矩阵上的螺纹孔二相连接;所述螺纹凸台的底部为退刀槽二,该退刀槽有利于标定碗的装配;与退刀槽二相连的是标定碗凸台,与所述标定碗凸台相连的是标定碗的主体正多面体柱体,所述正多面体柱体的外表面为许多平面构成,有利于装配标定碗时防滑;所述正多面体柱体的内部为半球凹槽;所述半球凹槽的表面开有弧形凹槽和环形凹槽,当标定球放入标定碗时,两种凹槽可以充分保证其内部空气流动,减少摩擦。
本发明通过标定碗实现对机械臂工作点的寻找,确定机械臂工作点与机械臂本体的位置关系;同时利用注册矩阵对机械臂进行注册,确定机械臂本体的位置;融合两种关系,可以实现整个机械臂末端位置的抓取和利用;通过本发明工具,可以实现将机械臂末端工具与机械臂本体位置统一到任意视觉机器的坐标系中。
附图说明
下面将参考附图来描述本发明示例性实施例的特征、优点和技术效果。
图1是本发明的立体结构示意图;
图2是本发明的截面剖视图;
图3是底座结构的立体示意图;
图4是底座结构的截面剖视图;
图5是连杆立柱结构的截面剖视图;
图6是连杆立柱结构底部的截面剖视图;
图7是注册矩阵的截面剖视图;
图8是本发明标定碗的截面剖视图。
附图标记说明:1、连杆立柱;2、底座;3、沉头螺钉;4、弹性垫片1;5、圆柱头沉头螺钉;6、弹性垫片2;7、注册矩阵;8、立柱;9、被动标识点;10、被动标识点基座;11、标定碗;2001、马蹄形快装结构;2002、腰型凹槽;2003、沉头螺纹孔;2004、限位用不规则凹槽;2005、圆形凹槽;1001、腰型凸台;1002、腰型退刀槽;1003、圆台;1004、圆柱;1005、平面;1006、方形凹槽;1101、螺纹凸台;1102、退刀槽二;1103、标定碗凸台;1104—正多面体柱体;1105、弧形凹槽;1006、环形凹槽;7001、螺纹孔一;7002、方形凸台;7003、退刀槽;7004、圆柱体;7005、限位台阶;7006、凸台;7007、螺纹孔二;7008、十字矩阵;7009、特制螺纹孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理,但不能用来限制本发明的范围,即本发明不限于所描述的实施例。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有说明,“多”的含义是两个或两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本发明和简化描述,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发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“装配”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了更好地理解本发明,下面结合图1-8对本发明实施例进行详细描述。
如图1-8所示,本发明提供一种寻找机械臂工作点以及进行机械臂注册用工具,包括连杆立柱1、底座2,注册矩阵7、立柱8、被动标识点9、被动标识点基座10以及标定碗11;所述连杆立柱垂直于底座,并与底座固定连接,所述注册矩阵垂直于连杆立柱中轴线,标定碗则与注册矩阵螺纹连接;所述注册矩阵成十字状,其四个顶点上分别安装有四个立柱,所述被动标识点基座上设有被动标识点,两者组成的被动标识点组件则与立柱过盈配合连接。
所述底座为圆台结构,圆台底部为马蹄形凸起快装结构2001,圆台上表面设有一腰型凹槽2002,用于定位连杆立柱。
所述腰型凹槽2002内部存在三个全等圆形凹槽2005,用于放置弹性垫片4,这三个圆形凹槽的中心连线,形成一个等边三角形;与圆形凹槽2005同轴的为三个沉头螺纹孔2003,沉头螺纹孔贯穿整个底座。
所述底座的底面上还开有限位用不规则凹槽2004,其与锁紧装置配合以后能够顺利固定整个注册工具。
所述连杆立柱1垂直于底座2;连杆立柱底部为一腰型凸台1001,与腰型凹槽2002配合装配,限定连杆立柱与底座的相对位置;腰型凸台1001根部为一腰型退刀槽1002,方便与腰型凹槽2002紧密配合。
所述腰型凸台1001上存在三个螺纹孔1007,螺纹孔的中心连线为一等边三角形,所述等边三角形与底座上三个圆形凹槽2005的中心连线形成的等边三角形全等;通过三个沉头螺钉,可以将二者锁紧连接。
所述连杆立柱主体为圆台1003和圆柱1004拼接在一起,圆柱的直径与圆台的上圆面直径相等;所述圆柱远离圆台的一端为弧形状。
所述连杆立柱靠近圆柱1004弧形状的一端开有平面1005,所述平面上存在方形凹槽1006,用于和注册矩阵7连接配合;所述方形凹槽开有倒角,防止割伤人体;与方形凹槽相对的一侧,开有内六角圆柱头沉头螺纹孔,用于安装沉头螺丝,以便于锁紧连杆立柱和注册矩阵。
所述注册矩阵7主要包括圆柱体7004和十字矩阵7008;圆柱体远离十字矩阵的一端为方形凸台7002,该方形凸台7002与连杆立柱的方形凹槽1006相配合;所述方形凸台的顶部平面开有螺纹孔一7001;方形凸台7002与圆柱体7004之间存在退刀槽7003,方便加工和装配,所述圆柱体远离方形凸台的这端与十字矩阵7008固连,二者相互垂直。
所述十字矩阵7008的四条边长短不一,每条边的顶端有特制螺纹孔7009,特制螺纹孔的表面有限位台阶7005,用于限制需要安装的螺钉的深度;十字矩阵四边交汇处有凸台7006);从凸台向下开有螺纹孔二7007,用于安装标定碗11。
所述特制螺纹孔7009上装有立柱8;立柱安装到位以后将会沉于十字矩阵表面;所述立柱8与被动标识点组件过盈配合,二者通过按压的方式直接装配;所述被动标识点组件包括被动标识点基座10和被动标识点9,所述被动标识点9镶嵌在被动标识点基座10内部。
所述被动标识点组件共4个,其会形成一个矩阵关系,用于确定当前工具的位置。
所述十字矩阵7008与标定碗11通过螺纹连接,并通过凸台7006进行限位,同时凸台7006直径小于标定碗凸台1003直径,有利于减小摩擦。
所述标定碗11主要包括螺纹凸台1101,所述螺纹凸台和注册矩阵7上的螺纹孔二7001相连接;所述螺纹凸台的底部为退刀槽二1102,该退刀槽有利于标定碗的装配;与退刀槽二1102相连的是标定碗凸台1103,与所述标定碗凸台1103相连的是标定碗11的主体正多面体柱体1104,所述正多面体柱体的外表面为许多平面构成,有利于装配标定碗时防滑;所述正多面体柱体的内部为半球凹槽;所述半球凹槽的表面开有弧形凹槽1105和环形凹槽1006,当标定球放入标定碗时,两种凹槽可以充分保证其内部空气流动,减少摩擦。
本发明通过标定碗实现对机械臂工作点的寻找,确定机械臂工作点与机械臂本体的位置关系;同时利用注册矩阵对机械臂进行注册,确定机械臂本体的位置;融合两种关系,可以实现整个机械臂末端位置的抓取和利用;通过本发明工具,可以实现将机械臂末端工具与机械臂本体位置统一到任意视觉机器的坐标系中。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述,但在不脱离本发明的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述,但在不脱离本发明的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件,尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (13)
1.一种寻找机械臂工作点以及进行机械臂注册用工具,其特征在于,包括连杆立柱(1)、底座(2),注册矩阵(7)、立柱(8)、被动标识点(9)、被动标识点基座(10)以及标定碗(11);所述连杆立柱垂直于底座,并与底座固定连接,所述注册矩阵垂直于连杆立柱中轴线,标定碗则与注册矩阵螺纹连接;所述注册矩阵成十字状,其四个顶点上分别安装有四个立柱,所述被动标识点基座上设有被动标识点,两者组成的被动标识点组件则与立柱过盈配合连接;所述标定碗(11)主要包括螺纹凸台(1101),所述螺纹凸台和注册矩阵(7)上的螺纹孔二(7007)相连接;所述螺纹凸台的底部为退刀槽二(1102),该退刀槽二有利于标定碗的装配;与退刀槽二(1102)相连的是标定碗凸台(1103),与所述标定碗凸台(1103)相连的是标定碗(11)的主体正多面体柱体(1104),所述正多面体柱体的外表面由许多平面构成,正多面体柱体的内部为半球凹槽;所述半球凹槽的表面开有弧形凹槽(1105)和环形凹槽(1106),当标定球放入标定碗时,两种凹槽可以充分保证其内部空气流动,减少摩擦。
2.根据权利要求1所述的一种寻找机械臂工作点以及进行机械臂注册用工具,其特征在于,所述底座为圆台结构,圆台底部为马蹄形凸起快装结构(2001),圆台上表面设有一腰型凹槽(2002),用于定位连杆立柱。
3.根据权利要求2所述的一种寻找机械臂工作点以及进行机械臂注册用工具,其特征在于:所述腰型凹槽(2002)内部存在三个全等圆形凹槽(2005),用于放置弹性垫片(4),这三个圆形凹槽的中心连线,形成一个等边三角形;与圆形凹槽(2005)同轴的为三个沉头螺纹孔(2003),沉头螺纹孔贯穿整个底座。
4.根据权利要求2所述的一种寻找机械臂工作点以及进行机械臂注册用工具,其特征在于:所述底座的底面上还开有限位用不规则凹槽(2004),其与锁紧装置配合以后能够顺利固定整个注册用工具。
5.根据权利要求3所述的一种寻找机械臂工作点以及进行机械臂注册用工具,其特征在于:所述连杆立柱(1)垂直于底座(2);连杆立柱底部为一腰型凸台(1001),与腰型凹槽(2002)配合装配,限定连杆立柱与底座的相对位置;腰型凸台(1001)根部为一腰型退刀槽(1002),方便与腰型凹槽(2002)紧密配合。
6.根据权利要求5所述的一种寻找机械臂工作点以及进行机械臂注册用工具,其特征在于:所述腰型凸台(1001)上存在三个螺纹孔(1007),螺纹孔的中心连线为一等边三角形,所述等边三角形与底座上三个圆形凹槽(2005)的中心连线形成的等边三角形全等;通过三个沉头螺钉,可以将二者锁紧连接。
7.根据权利要求1所述的一种寻找机械臂工作点以及进行机械臂注册用工具,其特征在于:所述连杆立柱主体为圆台(1003)和圆柱(1004)拼接在一起,圆柱的直径与圆台的上圆面直径相等;所述圆柱远离圆台的一端为弧形状。
8.根据权利要求7所述的一种寻找机械臂工作点以及进行机械臂注册用工具,其特征在于:所述连杆立柱靠近圆柱(1004)弧形状的一端开有平面(1005),所述平面上存在方形凹槽(1006),用于和注册矩阵(7)连接配合;所述方形凹槽开有倒角,防止割伤人体;与方形凹槽相对的一侧,开有内六角圆柱头沉头螺纹孔,用于安装沉头螺丝,以便于锁紧连杆立柱和注册矩阵。
9.根据权利要求8所述的一种寻找机械臂工作点以及进行机械臂注册用工具,其特征在于:所述注册矩阵(7)主要包括圆柱体(7004)和十字矩阵(7008);圆柱体远离十字矩阵的一端为方形凸台(7002),该方形凸台(7002)与连杆立柱的方形凹槽(1006)相配合;所述方形凸台的顶部平面开有螺纹孔一(7001);方形凸台(7002)与圆柱体(7004)之间存在退刀槽(7003),方便加工和装配,所述圆柱体远离方形凸台的这端与十字矩阵(7008)固连,二者相互垂直。
10.根据权利要求9所述的一种寻找机械臂工作点以及进行机械臂注册用工具,其特征在于:所述十字矩阵(7008)的四条边长短不一,每条边的顶端有特制螺纹孔(7009),特制螺纹孔的表面有限位台阶(7005),用于限制需要安装的螺钉的深度;十字矩阵四边交汇处有凸台(7006);从凸台向下开有螺纹孔二(7007),用于安装标定碗(11)。
11.根据权利要求10所述的一种寻找机械臂工作点以及进行机械臂注册用工具,其特征在于:所述特制螺纹孔(7009)上装有立柱(8);立柱安装到位以后将会沉于十字矩阵表面;所述立柱(8)与被动标识点组件过盈配合,二者通过按压的方式直接装配;所述被动标识点组件包括被动标识点基座(10)和被动标识点(9),所述被动标识点(9)镶嵌在被动标识点基座(10)内部。
12.根据权利要求11所述的一种寻找机械臂工作点以及进行机械臂注册用工具,其特征在于:所述被动标识点组件共4个,其会形成一个矩阵关系,用于确定当前工具的位置。
13.根据权利要求10所述的一种寻找机械臂工作点以及进行机械臂注册用工具,其特征在于:所述十字矩阵(7008)与标定碗(11)通过螺纹连接,并通过凸台(7006)进行限位,同时凸台(7006)直径小于标定碗凸台(1103)直径,有利于减小摩擦。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 310023 rooms 305 and 306, building 8, 181 Wuchang Avenue, Wuchang Street, Yuhang District, Hangzhou City, Zhejiang Province Patentee after: Hangzhou Jianjia Medical Technology Co.,Ltd. Address before: 310023 rooms 305 and 306, building 8, 181 Wuchang Avenue, Wuchang Street, Yuhang District, Hangzhou City, Zhejiang Province Patentee before: HANGZHOU JIANJIA ROBOT Co.,Ltd. |
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