CN117381774A - 一种机器人高精度零点自动寻位结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人高精度零点自动寻位结构，具体涉及机器人调试领域，包括底座和旋转座，且旋转座转动设于底座的一端，底座与旋转座之间安装有寻位机构，寻位机构包括固定端座和旋转端座，固定端座安装在底座上，旋转端座安装在旋转座上；旋转端座对应固定端座的一侧开设有定位轴孔，固定端座上安装有直线驱动机构，直线驱动机构的输出端连接有销轴，直线驱动机构用于推动销轴横向移动，旋转座在旋转过程中，当销轴与定位轴孔对应时，直线驱动机构将销轴推入定位轴孔内。本发明通过销轴完全弹出并插入定位轴孔内，第二传感器感应到销轴检测成功，旋转座停止旋转，从而实现对机器人的全自动高精度零点标定动作。

Description

一种机器人高精度零点自动寻位结构

技术领域

本发明涉及机器人调试技术领域，更具体地说，本发明涉及一种机器人高精度零点自动寻位结构。

背景技术

零点作为机器人坐标系的基准位置，对机械人的操作精度尤为重要，没有零点机器人就无法判断自身的位置,因此工业机器人在出厂之前均会对机器人的机械参数及零点位置进行标定，但在特殊情况下，如电池或同步带更换、断电、手动移动机器人关节等均会造成零点的丢失。

现有技术对机器人零点的自动寻位结构，是采用传感器和接收器分别安装在旋转座和底座上，旋转座在旋转时，当底座上的接收器接收到旋转座上的传感器信号时，表示完成零点标定，此时的传感器和接收器位于零点位置处，而传感器和接收器在对准前，旋转座在零点左右不断摆动调整位置，直至旋转座上的传感器位于零点后停止摆动，但在到达零点后，旋转座无限位阻挡，在惯性等其它因素下会继续转动，导致需要不断重复调整，从而影响标定。

发明内容

本发明提供的一种机器人高精度零点自动寻位结构，所要解决的问题是：现有的自动寻位结构在到达零点后，旋转座无限位阻挡，在惯性等其它因素下会继续转动，导致需要不断重复调整。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种机器人高精度零点自动寻位结构，包括底座和旋转座，且旋转座转动设于底座的一端，底座与旋转座之间安装有寻位机构，寻位机构包括固定端座和旋转端座，固定端座安装在底座上，旋转端座安装在旋转座上；旋转端座对应固定端座的一侧开设有定位轴孔，固定端座上安装有直线驱动机构，直线驱动机构的输出端连接有销轴，直线驱动机构用于推动销轴横向移动，旋转座在旋转过程中，当销轴与定位轴孔对应时，直线驱动机构将销轴推入定位轴孔内；固定端座上还安装有第一传感器，第一传感器检测到旋转端座时，直线驱动机构将销轴向远离旋转端座的方向收回，在间隔时间T后将销轴推出；旋转端座上还安装有第二传感器，当销轴进入定位轴孔内部时，第二传感器检测到销轴，旋转座停止转动。

在一个优选的实施方式中，销轴的轴线和定位轴孔的中心均与机器人的一个零点位于同一水平线上。

在一个优选的实施方式中，第一传感器对应固定端座的两侧设置两组，且任意一组第一传感器检测到旋转端座时，均可使直线驱动机构将销轴向远离旋转端座的方向收回。

在一个优选的实施方式中，旋转端座上开设有安装槽，第二传感器安装在安装槽内，第二传感器的检测端与定位轴孔的位置对应。

在一个优选的实施方式中，旋转端座上还开设有固定孔，用于将旋转端座通过螺丝安装在旋转座上。

在一个优选的实施方式中，旋转座上还固定设有凸起机构，且凸起机构与旋转端座的侧边贴合，凸起机构用于对旋转端座的侧边进行定位。

在一个优选的实施方式中，旋转座对应零点的位置固定设有零点定位件，旋转端座上还安装有第三传感器，且第三传感器与第二传感器对应，凸起机构远离旋转端座的一侧固定安装有校准机构，校准机构用于推动旋转端座使第三传感器检测到零点定位件。

在一个优选的实施方式中，校准机构包括安装座，安装座的内部安装有推动机构，推动机构的输出端连接有推动柱，推动机构用于推动推动柱横向滑动接触旋转端座。

在一个优选的实施方式中，安装座对应推动柱的位置安装有直线轴承，推动柱对应旋转端座的一端固定设有接触长板。

在一个优选的实施方式中，安装座的内部还开安装有控制器，且控制器与推动机构之间电线连接，控制器与安装座的表面之间开设有线孔，且线孔用于穿设导线。

本发明的有益效果在于：

1、本发明通过销轴完全弹出并插入定位轴孔内，同时第二传感器感应到销轴插入，发出信号，机器人控制系统控制旋转座停止旋转，在销轴与定位轴孔硬限位的作用下，旋转座无法由于惯性等其它因素继续转动，从而实现对机器人的全自动高精度零点标定动作。

2、本发明通过在旋转端座的两侧或其中一侧设置凸起机构，并将凸起机构采用焊接等方式与旋转座一体连接，凸起机构贴紧旋转端座的侧边进行限位，避免因螺丝与固定孔的松动，导致销轴撞击定位轴孔时旋转端座发生偏移而影响精度。

3、本发明通过控制器控制推动机构工作推动推动柱，推动柱沿轴向伸出并从侧边对旋转端座进行推动，直至第三传感器检测到零点定位件后，推动柱通过接触长板大面积接触旋转端座的侧边，不仅能保证旋转端座侧边受推力均衡，而且能在停止时起到限位作用，使旋转端座回到原始位置。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明寻位机构的结构示意图。

图3为本发明的直线驱动机构剖面结构示意图。

图4为本发明的固定端座结构正面示意图。

图5为本发明的寻位机构俯视示意图。

图6为本发明的旋转端座结构正面示意图。

图7为本发明的校准机构剖面结构示意图。

附图标记为：1、底座；2、旋转座；21、零点定位件；22、凸起机构；23、校准机构；231、安装座；232、直线轴承；233、推动机构；234、推动柱；235、接触长板；236、控制器；3、寻位机构；31、固定端座；311、销轴；312、直线驱动机构；313、第一传感器；32、旋转端座；321、定位轴孔；322、第二传感器；323、第三传感器。

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5，一种机器人高精度零点自动寻位结构，包括底座1和旋转座2，且旋转座2转动设于底座1的一端，底座1与旋转座2之间安装有寻位机构3，寻位机构3包括固定端座31和旋转端座32，固定端座31安装在底座1上，旋转端座32安装在旋转座2上；旋转端座32对应固定端座31的一侧开设有定位轴孔321，固定端座31上安装有直线驱动机构312，直线驱动机构312的输出端连接有销轴311，直线驱动机构312用于推动销轴311横向移动，旋转座2在旋转过程中，当销轴311与定位轴孔321对应时，直线驱动机构312将销轴311推入定位轴孔321内；固定端座31上还安装有第一传感器313，第一传感器313检测到旋转端座32时，直线驱动机构312将销轴311向远离旋转端座32的方向收回，在间隔时间T后将销轴311推出；旋转端座32上还安装有第二传感器322，当销轴311进入定位轴孔321内部时，第二传感器322检测到销轴311，旋转座2停止转动。

需要说明的是，固定端座31和旋转端座32上分别开设定位螺孔，确保了固定端座31和旋转端座32安装时的精度准确性，并且与销轴311接触的位置加工有倒角，旋转座2旋转到位时，使得销轴311插入定位轴孔321内更顺畅，直线驱动机构312可以是推拉式电磁铁，当直线驱动机构312通电时，销轴311向直线驱动机构312的方向被拉回并定位，当直线驱动机构312断电时，销轴311通过弹簧件被推出，第一传感器313、第二传感器322和第三传感器323均采用现有成熟的激光传感器技术，能进行识别控制工作。

进一步地，销轴311的轴线和定位轴孔321的中心均与机器人的一个零点位于同一水平线上。

进一步地，第一传感器313对应固定端座31的两侧设置两组，且任意一组第一传感器313检测到旋转端座32时，均可使直线驱动机构312将销轴311向远离旋转端座32的方向收回。

进一步地，旋转端座32上开设有安装槽，第二传感器322安装在安装槽内，第二传感器322的检测端与定位轴孔321的位置对应。

在本实施例中，实施场景具体为：固定端座31固定在机器人底座1上，旋转端座32固定在机器人旋转座2上，将第一传感器313调试成所需检测的距离，开始运行自动寻位程序：各传感器开始通电，旋转座2进行持续旋转运动，当两侧任意一组的第一传感器313检测到旋转端座32时，第一传感器313发出信号，使推拉式电磁铁通电2s(即间隔时间T)，推拉式电磁铁通电时在磁性作用下，销轴311被吸附缩回，防止其与旋转座2产生碰撞，同时两组第一传感器313断电，推拉式电磁铁通电2s后断电，在弹簧件的弹性作用下，销轴311将被弹出，但由于此时销轴311与旋转端座32的表面相接触，销轴311未能完全弹出，弹簧件仍处于压缩状态，直至旋转端座32的定位轴孔321转到零点位置时，销轴311完全弹出并插入定位轴孔321内，同时第二传感器322感应到销轴311插入，发出信号，机器人控制系统控制旋转座2停止旋转，在销轴311与定位轴孔321硬限位的作用下，旋转座2无法由于惯性等其它因素继续转动，从而实现对机器人的全自动高精度零点标定动作。

参照说明书附图2和图6，因为机器人在工作过程中，旋转座2不断转动，导致销轴311与旋转端座32干涉，因此，为了旋转座2进行正常工作，所以旋转端座32需要拆卸，具体地，旋转端座32上还开设有固定孔，用于将旋转端座32通过螺丝安装在旋转座2上。

进一步地，旋转端座32是在移动状态下使销轴311进入定位轴孔321内部，销轴311对定位轴孔321有一个与移动方向相反的撞击力，在长时间下，该撞击力会使螺丝与固定孔之间出现松动，导致旋转端座32向侧边偏移，使原设计的零点位置偏移，为了更好的提高精度，具体地，旋转座2上还固定设有凸起机构22，且凸起机构22与旋转端座32的侧边贴合，凸起机构22用于对旋转端座32的侧边进行定位。

在本实施例中，实施场景具体为：在旋转端座32的两侧或其中一侧设置凸起机构22，凸起机构22可为矩形或圆形其中一种，并将凸起机构22采用焊接等方式与旋转座2一体连接，凸起机构22贴紧旋转端座32的侧边进行限位，避免因螺丝与固定孔的松动，导致销轴311撞击定位轴孔321时旋转端座32发生偏移而影响精度。

参照说明书附图6和图7，在上述情况下，旋转端座32对凸起机构22也有撞击及摩擦力，会造成凸起机构22或旋转端座32接触面损耗，消减了凸起机构22的限位效果，为了解决该问题，具体地，旋转座2对应零点的位置固定设有零点定位件21，旋转端座32上还安装有第三传感器323，且第三传感器323与第二传感器322对应，凸起机构22远离旋转端座32的一侧固定安装有校准机构23，校准机构23用于推动旋转端座32使第三传感器323检测到零点定位件21。

进一步地，校准机构23包括安装座231，安装座231的内部安装有推动机构233，推动机构233的输出端连接有推动柱234，推动机构233用于推动推动柱234横向滑动接触旋转端座32。

需要说明的是，推动机构233采用电动推杆或滚珠丝杠其中一种均可，能持续且缓慢推动推动柱234远离安装座231的方向伸出。

进一步地，安装座231的内部还开安装有控制器236，且控制器236与推动机构233之间电线连接，控制器236与安装座231的表面之间开设有线孔，且线孔用于穿设导线。

需要说明的是，第三传感器323与控制器236的导线从线孔穿过，两者的连接及控制方式均为现有成熟的常规技术，在第三传感器323与零点定位件21对位时，能控制推动机构233停止工作。

在本实施例中，实施场景具体为：控制器236控制推动机构233工作推动推动柱234，推动柱234沿轴向伸出并从侧边对旋转端座32进行推动，推动距离无需过长，推动过程需要持续且缓慢，直至第三传感器323检测到零点定位件21后，控制器236控制推动机构233停止工作，此时的旋转端座32回到原始设计位置。

需要说明的是，第三传感器323检测到零点定位件21时，旋转座2位于零点位置。

进一步地，安装座231对应推动柱234的位置安装有直线轴承232，推动柱234对应旋转端座32的一端固定设有接触长板235。

需要说明的是，在直线轴承232的限位下，推动柱234通过接触长板235大面积接触旋转端座32的侧边，不仅能保证旋转端座32侧边受推力均衡，而且能在停止时起到限位作用。

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 (10)

1.一种机器人高精度零点自动寻位结构，包括底座(1)和旋转座(2)，且旋转座(2)转动设于底座(1)的一端，其特征在于：所述底座(1)与旋转座(2)之间安装有寻位机构(3)，所述寻位机构(3)包括固定端座(31)和旋转端座(32)，所述固定端座(31)安装在底座(1)上，所述旋转端座(32)安装在旋转座(2)上；

所述旋转端座(32)对应固定端座(31)的一侧开设有定位轴孔(321)，所述固定端座(31)上安装有直线驱动机构(312)，所述直线驱动机构(312)的输出端连接有销轴(311)，所述直线驱动机构(312)用于推动销轴(311)横向移动，所述旋转座(2)在旋转过程中，当销轴(311)与定位轴孔(321)对应时，所述直线驱动机构(312)将销轴(311)推入定位轴孔(321)内；

所述固定端座(31)上还安装有第一传感器(313)，所述第一传感器(313)检测到旋转端座(32)时，所述直线驱动机构(312)将销轴(311)向远离旋转端座(32)的方向收回，在间隔时间T后将销轴(311)推出；

所述旋转端座(32)上还安装有第二传感器(322)，当销轴(311)进入定位轴孔(321)内部时，所述第二传感器(322)检测到销轴(311)，所述旋转座(2)停止转动。

2.根据权利要求1所述的一种机器人高精度零点自动寻位结构，其特征在于：所述销轴(311)的轴线和定位轴孔(321)的中心均与机器人的一个零点位于同一水平线上。

3.根据权利要求2所述的一种机器人高精度零点自动寻位结构，其特征在于：所述第一传感器(313)对应固定端座(31)的两侧设置两组，且任意一组第一传感器(313)检测到旋转端座(32)时，均可使直线驱动机构(312)将销轴(311)向远离旋转端座(32)的方向收回。

4.根据权利要求3所述的一种机器人高精度零点自动寻位结构，其特征在于：所述旋转端座(32)上开设有安装槽，所述第二传感器(322)安装在安装槽内，所述第二传感器(322)的检测端与定位轴孔(321)的位置对应。

5.根据权利要求4所述的一种机器人高精度零点自动寻位结构，其特征在于：所述旋转端座(32)上还开设有固定孔，用于将旋转端座(32)通过螺丝安装在旋转座(2)上。

6.根据权利要求5所述的一种机器人高精度零点自动寻位结构，其特征在于：所述旋转座(2)上还固定设有凸起机构(22)，且凸起机构(22)与旋转端座(32)的侧边贴合，所述凸起机构(22)用于对旋转端座(32)的侧边进行定位。

7.根据权利要求6所述的一种机器人高精度零点自动寻位结构，其特征在于：所述旋转座(2)对应零点的位置固定设有零点定位件(21)，所述旋转端座(32)上还安装有第三传感器(323)，且第三传感器(323)与第二传感器(322)对应，所述凸起机构(22)远离旋转端座(32)的一侧固定安装有校准机构(23)，所述校准机构(23)用于推动旋转端座(32)使第三传感器(323)检测到零点定位件(21)。

8.根据权利要求7所述的一种机器人高精度零点自动寻位结构，其特征在于：所述校准机构(23)包括安装座(231)，所述安装座(231)的内部安装有推动机构(233)，所述推动机构(233)的输出端连接有推动柱(234)，所述推动机构(233)用于推动推动柱(234)横向滑动接触旋转端座(32)。

9.根据权利要求8所述的一种机器人高精度零点自动寻位结构，其特征在于：所述安装座(231)对应推动柱(234)的位置安装有直线轴承(232)，所述推动柱(234)对应旋转端座(32)的一端固定设有接触长板(235)。

10.根据权利要求9所述的一种机器人高精度零点自动寻位结构，其特征在于：所述安装座(231)的内部还开安装有控制器(236)，且控制器(236)与推动机构(233)之间电线连接，所述控制器(236)与安装座(231)的表面之间开设有线孔，且线孔用于穿设导线。