CN117381763B - 一种机器人工具手自动标定检测机构及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人工具手自动标定检测机构及检测方法，具体涉及机器人标定领域，一种机器人工具手自动标定检测机构，包括支撑座，支撑座上固定安装有标定轴一；还包括标定轴二，标定轴二用于与标定轴一对位接触确定标定位置本发明通过设置圆环二以及至少三个压力传感器，在对标定轴一与标定轴二标定检测时，若标定轴二发生位置偏移，可以根据压力传感器的压力变化将标定轴二具体的偏移信息传递至机器人，使机器人作为调整标定轴二的标定依据，提高机器人调整标定轴二的效率；本发明通过设置设置有多个滚珠与润滑剂，在标定轴二发生位置偏移时，可以对标定轴二的表面涂布润滑剂，降低标定轴二与圆环二之间的摩擦。

Description

一种机器人工具手自动标定检测机构及检测方法

技术领域

本发明涉及机器人标定技术领域，更具体地说，本发明涉及一种机器人工具手自动标定检测机构及检测方法。

背景技术

机器人工具手标定是指对机器人系统中使用的工具或工作端口进行校准的过程，这是一项重要的任务，因为机器人通常用于各种应用，如自动化生产、装配、焊接、精密加工等，而这些应用中需要机器人与工具或工作端口的位置、姿态等参数进行精确匹配，以确保任务的准确性和精度。

现有技术中，在对机器人工具手标定时，在机器人工具手上安装上标定杆，在一平面上设置三个下标定杆，使三个下标定杆分布连线呈直角三角形，将垂直连线作为坐标轴X轴与坐标轴Y轴，通过上标定杆与三个下标定杆的分别对位接触来获取到标定位置，若上标定杆与下标定杆接触时没有完全对位，则需要机器人工具手调整上标定杆的位置直到与下标定杆对位接触，此时完成位置标定。

但是，若上标定杆存在偏移，在上标定杆与下标定杆接触时，无法将具体偏移的信息传递至机器人，导致在机器人工具手需不断的盲目调整上标定杆的位置，或者通过人眼观察调整，工作效率较低。

发明内容

本发明提供的一种机器人工具手自动标定检测机构及检测方法，所要解决的问题是：现有的机器人工具手自动标定时，若存在偏移误差，无法将具体偏移的信息传递至机器人，导致在机器人工具手需不断的盲目调整上标定杆的位置。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种机器人工具手自动标定检测机构，包括支撑座，支撑座上固定安装有标定轴一；

还包括标定轴二，标定轴二用于与标定轴一对位接触确定标定位置；

支撑座上安装有偏移检测机构，偏移检测机构包括圆环一，圆环一内设置有圆环二，圆环二的内壁与标定轴一的外壁竖向滑动连接，圆环一上固定安装有压力传感器，圆环二的外侧固定连接有支撑环，支撑环活动安装在圆环一的内侧；

还包括安装在支撑座上的直线驱动器，标定时，标定轴一与标定轴二接触，直线驱动器驱动偏移检测机构竖直移动，使圆环二套在标定轴二的外侧，当标定轴二位置偏移时，标定轴二推动圆环二产生位移，从而使圆环二向压力传感器施加压力。

在一个优选的实施方式中，圆环二的外侧壁上固定连接有弹性件一，弹性件一与压力传感器的输入端相接触。

在一个优选的实施方式中，标定轴一上滑动连接有圆筒，圆筒上固定连接有导向杆，圆环一滑动套设在导向杆上，圆环一与导向杆之间设置有弹性件二。

在一个优选的实施方式中，圆环二上开设有滚动槽，滚动槽内滚动连接有滚珠，圆环二内开设有凹槽，凹槽与滚动槽相连通，凹槽内滑动连接有调节环，调节环与凹槽的底侧内壁之间设置有弹性件三。

在一个优选的实施方式中，圆环一的内侧壁上开设有环形槽，支撑环水平活动连接在环形槽内。

在一个优选的实施方式中，直线驱动器的输出端固定连接有升降板，圆筒固定安装在升降板上。

在一个优选的实施方式中，支撑座的底部设置有支撑架，支撑架上转动连接有两个支腿一，支撑架上滑动连接有两个支腿二，支撑腿一与支腿二转动连接，支腿一与支腿二均与支撑座的底部转动连接。

在一个优选的实施方式中，标定轴一的数量为三个，相邻的两个标定轴一轴心连线形成基准线，相互垂直的两个基准线形成坐标轴X轴与坐标轴Y轴。

在一个优选的实施方式中，圆环二的顶部开设有注油孔，注油孔内卡装有密封塞，调节环与滚珠之间设置有润滑剂。

一种机器人工具手自动标定检测机构的检测方法，包括以下步骤：

步骤一：将标定轴二安装在机器人工具手上，启动机器人工具手使标定轴二与标定轴一接触；

步骤二：启动直线驱动器，使直线驱动器的输出端带动偏移检测机构向上移动，偏移检测机构的移动对标定轴二的位置进行检测；

步骤三：若在偏移检测机构向上移动的过程中，压力传感器的压力值发生变化，则代表标定轴二存在偏移，并未与标定轴一对对位接触，此时压力传感器将获取到的信息传输至机器人，作为机器人获取调整标定轴二的依据，直线驱动器带动偏移检测机构复位；

步骤四：当机器人调整完成后，标定轴一与标定轴二再次接触，直线驱动器带动偏移检测机构向上移动，压力传感器的压力值未发生变化，标定轴二与三个标定轴一均对位接触后即标定完成。

本发明的有益效果在于：

1、本发明通过设置圆环二以及至少三个压力传感器，在对标定轴一与标定轴二标定检测时，若标定轴二发生位置偏移，可以根据压力传感器的压力变化将标定轴二具体的偏移信息传递至机器人，使机器人作为调整标定轴二的标定依据，提高机器人调整标定轴二的效率。

2、本发明通过设置设置有多个滚珠与润滑剂，在标定轴二发生位置偏移时，可以对标定轴二的表面涂布润滑剂，降低标定轴二与圆环二之间的摩擦。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的主视图。

图3为本发明的圆环一的立体结构示意图。

图4为本发明的圆环一主视的剖视结构示意图。

图5为本发明的A部分的结构示意图。

图6为本发明的圆环二的立体结构示意图。

图7为本发明圆环二主视的剖视结构示意图。

图8为本发明的方法流程示意图。

附图标记为：1、支撑座；2、标定轴一；3、标定轴二；4、偏移检测机构；41、圆环一；411、环形槽；42、圆环二；421、凹槽；43、压力传感器；44、支撑环；45、圆筒；451、导向杆；452、弹性件二；46、弹性件一；5、直线驱动器；61、滚珠；62、调节环；63、弹性件三；7、升降板。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

参照说明书附图1-图8，一种机器人工具手自动标定检测机构，包括支撑座1，支撑座1上固定安装有标定轴一2；还包括标定轴二3，标定轴二3用于与标定轴一2对位接触确定标定位置；支撑座1上安装有偏移检测机构4，偏移检测机构4包括圆环一41，圆环一41内设置有圆环二42，圆环二42的内壁与标定轴一2的外壁竖向滑动连接，圆环一41上固定安装有压力传感器43，圆环二42的外侧固定连接有支撑环44，支撑环44活动安装在圆环一41的内侧；还包括安装在支撑座1上的直线驱动器5，标定时，标定轴一2与标定轴二3接触，直线驱动器5驱动偏移检测机构4竖直移动，使圆环二42套在标定轴二3的外侧，当标定轴二3位置偏移时，标定轴二3推动圆环二42产生位移，从而使圆环二42向压力传感器43施加压力。

需要说明的是，压力传感器43的数量至少设置为三个，压力传感器43的输入端设置在圆环一41的内壁上，压力传感器43的型号为HX711，在圆环二42的外侧固定设置至少三个触碰座，触碰座用于对压力传感器43施加压力。

还需要说明的是，直线驱动器5可以采用气缸驱动的方式，使气缸的输出端与圆环一41固定连接，使气缸驱动圆环一41移动。

实施场景具体为：将标定轴二3安装在机器人工具手上，启动机器人工具手使标定轴二3与标定轴一2接触，启动直线驱动器5，使直线驱动器5的输出端带动圆环一41向上移动，在圆环一41移动的过程中，若压力传感器43显示的压力值不改变，此时证明标定轴二3与标定轴一2对位接触，标定点已确定，标定完成；

在标定轴二3与标定轴一2接触时，启动直线驱动器5，直线驱动器5的输出端带动圆环一41持续向上移动，若标定轴二3存在偏移误差，圆环二42的内侧壁会与标定轴二3的侧壁接触，由于圆环二42向上移动的动作并未结束，标定轴二3的侧壁会推动圆环二42产生位移，在圆环二42移动的过程中，位于圆环二42移动方向的压力传感器43的压力值变大，而远离圆环二42移动方向的压力传感器43的压力值变小，压力传感器43将获取到的压力信息传输至机器人，作为机器人获取调整标定轴二3的依据，机器人根据根据压力传感器43的压力变化调整标定轴二3的倾斜角度，直线驱动器5带动圆环一41复位，当机器人对标定轴二3的倾斜角度调整完成后，标定轴一2与标定轴二3再次接触，直线驱动器5带动带动圆环一41向上移动，压力传感器43的压力值未发生变化，此时则证明标定轴二3与标定轴一2对位接触，标定轴二3与三个标定轴一2均对位接触后即标定点已确定，标定完成。

参照说明书附图3-图5，在标定轴二3产生偏移时，圆环二42会移动并使压力传感器43的压力值变化，在圆环二42移动后无法自动快速复位并位于圆环一41的中心处，为解决上述技术问题并提高使用效果，具体地，圆环二42的外侧壁上固定连接有弹性件一46，弹性件一46与压力传感器43的输入端相接触。

需要说明的是，弹性件一46可以采用弹簧。

还需要说明的是，在圆环二42偏移时，弹性件一46远离圆环二42的一端会对压力传感器43的输入端施加压力，使压力传感器43压力值发生变化。

参照说明书附图1，为提高标定点位置的精确度，具体地，标定轴一2的数量为三个，相邻的两个标定轴一2轴心连线形成基准线，相互垂直的两个基准线形成坐标轴X轴与坐标轴Y轴。

需要说明的是，机器人工具手控制标定轴二3与三个标定轴一2对位接触，由于相邻的两个标定轴一2轴心连线形成基准线，相互垂直的两个基准线形成坐标轴X轴与坐标轴Y轴，可以根据X轴与Y轴更方便地进行坐标转换和计算，简化了机器人的计算过程。

参照说明书附图3-图5，若标定轴二3与标定轴一2接触时有偏移，圆环一41以及圆环二42会受到向下的压力，为能够对圆环一41以及圆环二42进行缓冲，防止圆环一41以及圆环二42被造成不可逆的损坏，具体地，标定轴一2上滑动连接有圆筒45，圆筒45上固定连接有导向杆451，圆环一41滑动套设在导向杆451上，圆环一41与导向杆451之间设置有弹性件二452。

需要说明的是，弹性件二452可以采用弹簧。

还需要说明的是，导向杆451的顶端固定连接有限位盘，限位盘的底部与圆环一41的顶部相接触，限位盘对圆环一41的顶部起到限位的效果。

进一步的，当圆环二42受到向下的压力时会带动圆环一41向下移动，在圆环一41移动的过程中弹性件二452被压缩，弹性件二452对圆环一41起到缓冲的效果。

参照说明书附图6-图4，为了能够在标定轴二3偏移时，降低标定轴二3与圆环二42之间的摩擦力，具体地，圆环二42上开设有滚动槽，滚动槽内滚动连接有滚珠61，圆环二42内开设有凹槽421，凹槽421与滚动槽相连通，凹槽421内滑动连接有调节环62，调节环62与凹槽421的底侧内壁之间设置有弹性件三63。

需要说明的是，弹性件三63可以采用弹簧。

还需要说明的是，滚珠61可采用橡胶制成，以便于安装在滚动槽内。

还需要说明的是，在凹槽421内注入润滑油，在弹性件三63弹力的作用下调节环62被向上推动，使润滑油始终与多个滚珠61接触，在标定轴二3偏移时，滚珠61会与标定轴二3接触，通过设置滚珠61，使标定轴二3与圆环二42之间的摩擦方式，由滑动摩擦变成滚动摩擦，以此来降低标定轴二3与圆环二42之间的摩擦力，同时滚珠61上的润滑剂也会涂布在标定轴二3上，降低标定轴二3与圆环二42之间的摩擦力。

参照说明书附图3-图5，为了能够使支撑环44的活动更加灵活，具体地，圆环一41的内侧壁上开设有环形槽411，支撑环44水平活动连接在环形槽411内。

参照说明书附图1，为了在至少设置三个标定轴一2后，使相对应的三个圆筒45仅通过一个驱动器实现升降调节，具体地，直线驱动器5的输出端固定连接有升降板7，圆筒45固定安装在升降板7上。

参照说明书附图1，为了根据使用需求调节标定轴一2的高度，具体地，支撑座1的底部设置有支撑架，支撑架上转动连接有两个支腿一，支撑架上滑动连接有两个支腿二，支撑腿一与支腿二转动连接，支腿一与支腿二均与支撑座1的底部转动连接。

还需要说明的是。参照说明书附图6与图7，为了便于对凹槽421内注润滑油，具体地，圆环二42的顶部开设有注油孔，注油孔内卡装有密封塞。

在使用，只需取出密封塞，并将注油针头插入注油孔内即可为凹槽421内注油。

参照说明书附图1-图8，机器人工具手自动标定检测机构的检测方法，包括以下步骤：

步骤一：将标定轴二3安装在机器人工具手上，启动机器人工具手使标定轴二3与标定轴一2接触；

步骤二：启动直线驱动器5，使直线驱动器5的输出端带动偏移检测机构4向上移动，偏移检测机构4的移动对标定轴二3的位置进行检测；

步骤三：若在偏移检测机构4向上移动的过程中，压力传感器43的压力值发生变化，则代表标定轴二3存在偏移，并未与标定轴一2对对位接触，此时压力传感器43将获取到的信息传输至机器人，作为机器人获取调整标定轴二3的依据，直线驱动器5带动偏移检测机构4复位；

步骤四：当机器人调整完成后，标定轴一2与标定轴二3再次接触，直线驱动器5带动偏移检测机构4向上移动，压力传感器43的压力值未发生变化，标定轴二3与三个标定轴一2均对位接触后即标定完成。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种机器人工具手自动标定检测机构，其特征在于，包括：

支撑座(1)，所述支撑座(1)上固定安装有标定轴一(2)；

还包括标定轴二(3)，所述标定轴二(3)用于与标定轴一(2)对位接触确定标定位置；

所述支撑座(1)上安装有偏移检测机构(4)，所述偏移检测机构(4)包括圆环一(41)，所述圆环一(41)内设置有圆环二(42)，所述圆环二的内壁与标定轴一(2)的外壁竖向滑动连接，所述圆环一(41)上固定安装有压力传感器(43)，所述圆环二(42)的外侧固定连接有支撑环(44)，所述支撑环(44)活动安装在圆环一(41)的内侧；

还包括安装在支撑座(1)上的直线驱动器(5)，标定时，标定轴一(2)与标定轴二(3)接触，直线驱动器(5)驱动偏移检测机构(4)竖直移动，使圆环二(42)套在标定轴二(3)的外侧，当标定轴二(3)位置偏移时，标定轴二(3)推动圆环二(42)产生位移，从而使圆环二(42)向压力传感器(43)施加压力；

所述圆环二（42）的外侧壁上固定连接有弹性件一（46），所述弹性件一（46）与压力传感器（43）的输入端相接触；

所述标定轴一（2）上滑动连接有圆筒（45），所述圆筒（45）上固定连接有导向杆（451），所述圆环一（41）滑动套设在导向杆（451）上，所述圆环一（41）与导向杆（451）之间设置有弹性件二（452）；

所述圆环二（42）上开设有滚动槽，所述滚动槽内滚动连接有滚珠（61），所述圆环二（42）内开设有凹槽（421），所述凹槽（421）与滚动槽相连通，所述凹槽（421）内滑动连接有调节环（62），所述调节环（62）与凹槽（421）的底侧内壁之间设置有弹性件三（63）；

所述圆环一（41）的内侧壁上开设有环形槽（411），所述支撑环（44）水平活动连接在环形槽（411）内；

所述直线驱动器（5）的输出端固定连接有升降板（7），所述圆筒（45）固定安装在升降板（7）上。

2.根据权利要求1所述的一种机器人工具手自动标定检测机构，其特征在于：所述支撑座（1）的底部设置有支撑架，所述支撑架上转动连接有两个支腿一，所述支撑架上滑动连接有两个支腿二，所述支腿一与所述支腿二转动连接，所述支腿一与支腿二均与支撑座（1）的底部转动连接。

3.根据权利要求1所述的一种机器人工具手自动标定检测机构，其特征在于：所述标定轴一（2）的数量为三个，相邻的两个所述标定轴一（2）轴心连线形成基准线，相互垂直的两个基准线形成坐标轴X轴与坐标轴Y轴。

4.根据权利要求1所述的一种机器人工具手自动标定检测机构，其特征在于：所述圆环二（42）的顶部开设有注油孔，所述注油孔内卡装有密封塞，所述调节环（62）与所述滚珠（61）之间设置有润滑剂。

5.一种如权利要求1所述的机器人工具手自动标定检测机构的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将标定轴二（3）安装在机器人工具手上，启动机器人工具手使标定轴二（3）与标定轴一（2）接触；

步骤二：启动直线驱动器（5），使直线驱动器（5）的输出端带动偏移检测机构（4）向上移动，偏移检测机构（4）的移动对标定轴二（3）的位置进行检测；

步骤三：若在偏移检测机构（4）向上移动的过程中，压力传感器（43）的压力值发生变化，则代表标定轴二（3）存在偏移，并未与标定轴一（2）对位接触，此时压力传感器（43）将获取到的信息传输至机器人，作为机器人获取调整标定轴二（3）的依据，直线驱动器（5）带动偏移检测机构（4）复位；

步骤四：当机器人调整完成后，标定轴一（2）与标定轴二（3）再次接触，直线驱动器（5）带动偏移检测机构（4）向上移动，压力传感器（43）的压力值未发生变化，标定轴二（3）与三个标定轴一（2）均对位接触后即标定完成。