CN117921646A - 零点标定方法、存储介质、控制器、关节结构及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种零点标定方法、存储介质、控制器、关节结构及机器人，在零点标定方法中，通过在机器人的关节固定部和关节转动部中的一者上设置第一感应件，另一者上设置第二感应件和第三感应件，通过接收第二感应件与第一感应件之间的第一感应信号以及第三感应件与第一感应件之间的第二感应信号，判断第一感应信号是否先于第二感应信号产生，若第一感应信号先于第二感应信号产生，根据所接收到的第一感应信号标定零点位置；若第一感应信号后于第二感应信号产生，控制关节转动部沿相反方向转动，并根据接收到的第一感应信号标定零点位置，因此，能够快速找到零点标定的位置，减少寻找零点标定位置所要转动的角度，提高零点标定的效率和精度。

Description

零点标定方法、存储介质、控制器、关节结构及机器人

技术领域

本发明涉及机器人领域，主要涉及一种零点标定方法、存储介质、控制器、关节结构及机器人。

背景技术

零点是机器人坐标系的基准，而且机器人通过零点判断自身的位置。机器人在出厂之前以及在发生零点丢失的情况下，均会对机器人的机械参数进行标定，而现有的零点标定的方式中，通常采用贴标/刻线式、插销式或键槽式、V槽式、定位面式或零件接触式等进行人工零点标定，采用这些零点标定方向进行零点标定时，零点标定效率低，而且通过人工零点标定的方式容易存在误差，导致零点标定的精度低。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供零点标定方法、存储介质、控制器、关节结构及机器人，提高机器人零点标定的效率以及零点标定精度。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种机器人关节的零点标定方法，所述机器人关节包括关节固定部、关节转动部、第一感应件、第二感应件和第三感应件，所述关节固定部和所述关节转动部中的一者上设置所述第一感应件，另一者上设置所述第二感应件和所述第三感应件，所述关节转动部能够相对于所述关节固定部转动，使所述第一感应件靠近或者远离所述第二感应件和所述第三感应件；所述第一感应件能够与所述第二感应件感应，产生第一感应信号；所述第一感应件能够与所述第三感应件感应，产生第二感应信号；

所述零点标定方法包括如下步骤：

控制所述关节转动部转动，并接收所述第一感应信号以及所述第二感应信号；

判断所述第一感应信号是否先于所述第二感应信号产生；

若先接收到所述第一感应信号，则根据接收到的所述第一感应信号标定零点位置；

若先接收到所述第二感应信号，控制所述关节转动部沿相反方向转动，直至接收到所述第一感应信号，根据接收到的所述第一感应信号标定零点位置。

在本申请的一些方案中，所述标定方法在控制所述关节转动部转动，并接收所述第一感应信号以及所述第二感应信号的步骤之前还包括：

调整所述第一感应件的位置，使所述第一感应件位于所述第二感应件与所述第三感应件之间，并且靠近零点位置。

在本申请的一些方案中，若先接收到所述第一感应信号，根据所述第一感应信号，并在所述第一感应信号产生处标定零点位置；

若先接收到所述第二感应信号，控制所述关节转动部沿相反方向转动，并根据所述第一感应信号，在所述第一感应信号产生处标定零点位置。

在本申请的一些方案中，若先接收到所述第一感应信号，控制所述关节转动部沿当前方向继续转动，同时采集所述第一感应信号的信号值，在所述第一感应信号的信号值达到最大值处标定零点位置；

若先接收到所述第二感应信号，控制所述关节转动部沿相反方向转动，直至接收到所述第一感应信号；

控制所述关节转动部沿当前方向继续转动，同时采集所述第一感应信号的信号值，在所述第一感应信号的信号值达到最大值处标定零点位置。

在本申请的一些方案中，接收到所述第一感应信号前，所述关节转动部以第一预设速度转动；

采集第一感应信号的过程中，所述关节转动部以第二预设速度转动；

其中，所述第二预设速度小于所述第一预设速度。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的零点标定方法。

一种控制器，包括：处理器；用于储存所述处理器可执行指令的存储器，其中，所述处理器用于执行所述存储器中储存的所述可执行指令时实现上述的零点标定方法。

一种机器人关节结构，包括：关节固定部；关节转动部，与所述关节固定部相连，并且能相对所述关节固定部转动；驱动部件，固定在所述关节固定部上，并且与所述关节转动部相连，以驱动所述关节转动部相对于所述关节固定部转动；所述的控制器，与所述关节固定部和所述关节转动部中的一者相连，并且与所述驱动部件电连接；第一感应件，与所述控制器电连接；第二感应件，与所述控制器电连接，并且能够与所述第一感应件发生信号响应；第三感应件，与所述控制器电连接，并且能够与所述第一感应件发生信号响应；其中，所述关节固定部和所述关节转动部中的一者上设置所述第一感应件，另一者上设置所述第二感应件和所述第三感应件，所述第三感应件与所述第二感应件间隔设置，并且所述第三感应件与所述第二感应件位于同一圆周上。

在本申请的一些方案中，所述第一感应件和所述第二感应件中的一者为信号接收端，另一者为信号发射端，所述第三感应件与所述第二感应件相同。

在本申请的一些方案中，所述信号接收端包括电感式传感器、电容式传感器和电磁式传感器中的一种，所述信号接收端与所述控制器电连接，所述信号发射端包括能够与所述信号接收端发生信号响应的金属片或磁铁。

在本申请的一些方案中，所述关节固定部与所述关节转动部之间具有空隙，所述第一感应件、所述第二感应件和所述第三感应件均位于所述空隙内，并且所述关节转动部相对所述关节固定部转动时，所述第一感应件与所述第二感应件以及所述第一感应件与所述第三感应件均不接触。

一种机器人，包括所述的关节结构。

有益效果：本申请公开的零点标定方法中，通过在机器人的关节固定部和关节转动部中的一者上设置第一感应件，另一者上设置第二感应件和第三感应件，控制关节转动部转动时，并接收第二感应件与第一感应件之间的第一感应信号以及第三感应件与第一感应件之间的第二感应信号，判断第一感应信号是否先于第二感应信号产生，若判断结果为第一感应信号先于第二感应信号产生，根据所接收到的第一感应信号标定零点位置；若判断结果为第一感应信号后于第二感应信号产生，控制关节转动部沿相反方向转动，直至接收到第一感应信号，根据接收到的第一感应信号标定零点位置，因此通过第一感应件、第二感应件和第三感应件的设置，并且根据第二感应件与第一感应件之间的第一感应信号以及第三感应件与第一感应件之间的第二感应信号，能够快速找到零点标定的位置，减少寻找零点标定位置所要转动的角度，提高零点标定的效率；而且通过第二感应件与第一感应件之间的第一感应信号以及第三感应件与第一感应件之间的第二感应信号实现自动标定，提高零点标定的精度。

附图说明

图1是机器人关节的零点标定方法的流程示意图一。

图2是机器人关节的零点标定方法的流程示意图二。

图3是机器人关节的零点标定方法的流程示意图三。

图4是机器人关节结构示意图。

图5是图4在B处的局部放大示意图。

图6是图4在A-A方向的剖视示意图。

主要元件符号说明：1、关节转动部；2、关节固定部；3、第一感应件；4、第二感应件；5、第三感应件；6、第一固定座；7、第二固定座。

具体实施方式

本发明提供一种零点标定方法、存储介质、控制器、关节结构及机器人，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“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。

在本发明的描述中，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”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；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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发明中的具体含义。

参阅图4、图5和图6，一种机器人关节结构，包括关节固定部2、关节转动部1以及驱动部件，其中，关节转动部1与关节固定部2相连，并且能相对关节固定部2转动；驱动部件固定在关节固定部2上，并且与关节转动部1相连，以驱动关节转动部1相对于关节固定部2转动。

机器人关节结构还包括控制器、第一感应件3、第二感应件4和第三感应件5，驱动部件与控制器电连接，实现控制器对驱动部件的控制。第一感应件3、第二感应件4和第三感应件5与控制器电连接，使得控制器能够接收第二感应件4与第一感应件3之间所产生的感应信号以及第三感应件5与第一感应件3之间所产生的感应信号，在零点标定时，能够根据第二感应件4与第一感应件3之间所产生的感应信号以及第三感应件5与第一感应件3之间所产生的感应信号控制驱动部件转动。其中，第二感应件4与第一感应件3之间所产生的感应信号以及第三感应件5与第一感应件3之间所产生的感应信号均为电信号。

详细的，关节固定部2和关节转动部1中的一者上设置第一感应件3，另一者上设置第二感应件4和第三感应件5，由于关节转动部1能够相对于关节固定部2转动，因此，当关节转动部1能够相对于关节固定部2转动并使第一感应件3靠近第二感应件4转动时，存在第一感应件3与二感应件4发生感应信号的位置。同样的，当关节转动部1能够相对于关节固定部2转动并使第一感应件3靠近第三感应件5转动时，存在第一感应件3与第三感应件5发生感应信号的位置。

第三感应件5与第二感应件4间隔设置，并且第三感应件5与第二感应件4位于同一圆周上。因此，关节转动部1相对于关节固定部2转动时，第三感应件5、第二感应件4均能够与第一感应件3产生信号响应，而且第三感应件5与第一感应件3产生的信号响应、第二感应件4与第一感应件3产生的信号响应不同步，即存在时间差，因此，在关节转动部1相对于关节固定部2转动的过程中，能够通过第三感应件5与第一感应件3产生的响应信号、第二感应件4与第一感应件3产生的响应信号获知关节转动部1的位置。

其中，机器人关节结构运行中，需要通过零点判断自身的位置，因此本申请的机器人关节结构中，通过第一感应件3、第二感应件4以及第三感应件5的设置，第二感应件4和第三感应件5中一者所在的位置位于零点位置，或者第二感应件4和第三感应件5中一者所在的位置与零点位置呈设定角度，因此，通过获知第二感应件4或第三感应件5的位置，即可获知机器人关节结构中的零点位置。

零点标定时，通过第一感应件3识别与零点位置具有设定角度(该设定角度包括等于零的情况)的第二感应件4或第三感应件5，进而可以获知并标定零点位置，完成自动标定，提高精度。而且当第二感应件4与零点位置之间具有设定角度时，第三感应件5与第一感应件3之间的信号作为辅助信号，以减少到达第二感应件4与第一感应件3产生感应的位置时关节转动部1所需要经过的路程，提高零点标定的效率。

在另一实施例中，可以将第三感应件5与零点位置之间具有设定角度，而第二感应件4与第一感应件3之间的信号作为辅助信号，以减少到达第三感应件5与第一感应件3产生感应的位置时关节转动部1所需要经过的路程，提高零点标定的效率。

其中，在零点标定时，当关节转动部1的起始位置位于设定区域时，例如：设定区域为第一感应件3位于第二感应件4与第三感应件5之间，而且位于设定位置的一侧，因此能够通过第一感应件3与第二感应件4之间发生的感应信号以及第一感应件3与第三感应件5之间发生的感应信号的先后顺序，获知关节转动部1的转动方向。至于如何获知第一感应件3是否位于第二感应件4与第三感应件5之间且位于设定位置的一侧，可以通过第二感应件4与第三感应件5之间的大圆弧、小圆弧、线缆扭曲程度或外观标记等进行识别，外观标记包括画记号标记、关节结构的外观形状等。

有些机器人关节结构是可以在360°转动的。其中，关节结构的内部是需要走线缆的，而关节结构在旋转的时候，关节结构里面的线缆也跟着扭转，所以必须要保护好线缆不能剧烈磨损或者是超范围扭断。同时通用机器人6轴机械臂是由6个不同型号的机器人关节结构组成，机械臂的轨迹运动是通过控制各个关节结构的旋转来实现的，所以知道关节结构的转向方向是正方向或反方向是必须的，让机器人明白它的关节的走向，这样就能正确的控制它的轨迹运动。零点标定是让机器人知道它的初始点位，即让各个关节归零，然后再开始运动，所以零点标定和获知旋转方向是相辅相成的。同时因为标定一般用在机器人出厂或者是机器人发生故障导致零位丢失这些情景中，机器人可能不是在零位，在零点标定时如果不知道方向的话，0°和360°都可能是标定后的零位，当360°是零位时，内部的线缆已经处于严重扭曲状态，这是不可取的。

本申请中，通过设置第二感应件4与第三感应件5，使得在零点标定时，关节结构不会转动至360°的位置，即避免错误地将360°位置作为零点位置，也能够避免关节转动的幅度过大而导致线缆被扭断。

上述中，驱动部件为旋转气缸或电机，而且关节固定部2与关节转动部1通过驱动部件相连，并且驱动部件能够驱动关节转动部1相对于关节固定部2转动。其中，驱动部件的固定端与关节固定部2连接，驱动部件的输出端与关节转动部1连接。在另一实施例中，驱动部件的输出端与关节固定部2连接，驱动部件的固定端与关节转动部1连接。

上述中，第一感应件3和第二感应件4中的一者为信号接收端，另一者为信号发射端，第三感应件5与第二感应件4相同。也就是说，当第一感应件3为信号接收端时，第二感应件4和第三感应件5均为信号发射端，当第一感应件3为信号发射端时，第二感应件4和第三感应件5均为信号接收端，因此第一感应件3和第二感应件4之间所产生的感应信号以及第一感应件3和第三感应件5之间所产生的感应信号均能被控制器接收。

详细的，信号接收端包括电感式传感器、电容式传感器和电磁式传感器中的一种，信号发射端包括能够与信号接收端发生信号响应的金属片或磁铁。由于电感式传感器、电容式传感器和电磁式传感器均是非接触式传感器，因此在发生信号感应时，信号接收端与信号发射端处于非接触状态，使得信号接收端在关节转动部1转动过程中不会与信号发射端发生碰撞，提高使用寿命，而且信号接收端和信号发射端能够在生产机器人关节时即可将其安装在机器人关节的相应位置，使得不需要在进行零点标定时再进行安装，也不需要在零点标定后将其拆卸，因此其使用方便。

具体的，上述信号接收端与控制器电连接，使得控制器能够获取第一感应件3与第二感应件4之间发生的感应信号以及第一感应件3与第三感应件5之间发生的感应信号。

关节固定部2与关节转动部1之间具有空隙，第一感应件3、第二感应件4和第三感应件5均位于空隙内，并且关节转动部1相对关节固定部2转动时，第一感应件3与第二感应件4以及第一感应件3与第三感应件5均不接触。

详细的，关节固定部2上固定有第一固定座6，第一感应件3连接在第一固定座6上，关节转动部1上固定有第二固定座7，第二感应件4和第三感应件5连接在第二固定座7上。其中第一感应件3与第一固定座6之间的连接以及第二感应件4和第三感应件5与第二固定座7之间的连接包括但不限于胶粘和螺钉固定。

进一步的，第二固定座7设置有两块，两块第二固定座7分别对应第二感应件4和第三感应件5的位置设置，由于第一固定座6体积大于第一感应件3的体积、第二固定座7的体积大于第二感应件4的体积以及第二固定座7的体积大于第三感应件5的体积，因此，在零点标定时，通过观察第一固定座6和第二固定座7的位置，更加方便获知第一感应件3与第二感应件4和第三感应件5之间的位置。

在一详细实施例中，第一感应件3连接在关节转动部1上，第二感应件4和第三感应件5连接在关节固定部2上。而且第一感应件3为信号接收端，第二感应件4和第三感应件5为信号发射端。

参阅图1和图4，一种机器人关节的零点标定方法，机器人关节包括关节固定部2、关节转动部1、第一感应件3、第二感应件4和第三感应件5，第一感应件3和第二感应件4中的一者与关节固定部2相连，另一者与关节转动部1相连，第三感应件5与第二感应件4连接在关节固定部2和关节转动部1中的同一者上，第二感应件4和第三感应件5均能够与第一感应件3产生感应信号。换言之，该机器人关节的零点标定方法能够应用于前述的机器人关节结构中。

参阅图1，对机器人关节的进行零点标定时，零点标定方法包括如下步骤：

步骤S200.控制关节转动部1转动，并接收第一感应信号以及第二感应信号。由于关节固定部2和关节转动部1中的一者上设有第一感应件3，另一者上设有第二感应件4和第三感应件5，以及关节固定部2和关节转动部1能够相对转动，因此，控制关节转动部1转动时，使得第二感应件4与第一感应件3之间以及第三感应件5与第一感应件3之间能够产生响应信号，在此将第二感应件4与第一感应件3之间的感应信号称为第一感应信号，将第三感应件5与第一感应件3之间的感应信号称为第二感应信号。该步骤中，通过控制关节转动部1转动，使得第二感应件4与第一感应件3之间和/或第三感应件5与第一感应件3之间能够产生响应信号，并且接收第一感应信号以及第二感应信号。

步骤S300.判断第一感应信号是否先于第二感应信号产生。

步骤S310.若先接收到第一感应信号，根据接收到的第一感应信号标定零点位置。

步骤S320.若先接收到第二感应信号，控制关节转动部1沿相反方向转动，直至接收到第一感应信号，根据接收到的第一感应信号标定零点位置。

上述中，将第二感应件4与零点位置具有设定角度(该设定角度包括等于零的情况)，因此通过获知第二感应件4的位置，进而可以获知零点位置。当关节转动部1转动过程中，第二感应件4与第一感应件3之间产生响应信号时，即获取到第一感应信号时，就获知第二感应件4的位置，由于第二感应件4与零点位置之间的角度是确定的，也因此知道零点位置，进而可以根据所接收到的第一感应信号标定零点位置。

其中，判断第一感应信号是否先于第二感应信号产生，只需获知最先接收到的是第一感应信号还是第二感应信号即可，也就是说，当只是接收到第一感应信号或第二感应信号，就可以判断第一感应信号与第二感应信号产生的先后顺序；也可以依次接收到了第一感应信号和第二感应信号，再判断第一感应信号与第二感应信号产生的先后顺序。当判断结果为第一感应信号先于第二感应信号产生时，说明至少接收到了第一感应信号，因此能够根据第一感应信号标定零点位置。当判断结果为第二感应信号先于第一感应信号产生时，说明至少接收到了第二感应信号，但不一定已经接收到了第一感应信号，因此需要控制关节转动部转动至第二感应件4与第一感应件3之间产生响应信号的位置，并且接收第一感应信号，再根据第一感应信号标定零点位置。

第三感应件5与第一感应件3之间产生的响应信号用于辅助零点的标定。用以减少在零点标定时关节转动部1所需要走过的路程。在判断第一感应信号是否先于第二感应信号产生的步骤中，若判断结果为第一感应信号后于第二感应信号产生，说明关节转动部1的转动方向为远离第二感应件4的一侧，因此，根据第二感应信号，控制关节转动部1沿相反方向转动，即调整关节转动部1的转动方向，使得其沿与第二感应件4路径最短的方向转动，直至接收到第一感应信号，根据接收到的第一感应信号标定零点位置。

因此，在上述的零点标定方法中，通过判断第一感应信号是否先于第二感应信号产生，可以获知关节转动部1的当前位置，及时调整关节转动部1的转动方向，使得快速找到第二感应件4与第一感应件3产生响应信号的位置，并进行零点标定，提高了零点标定的效率，也避免在零点标定过程中因关节转动部1的转动角度过大而导致线缆扭断。

参阅图3，在一些实施例中，机器人关节的零点位置位于第二感应件4和第三感应件5之间。在步骤S200.控制关节转动部1转动，并接收第一感应信号以及第二感应信号之前，还包括：步骤S100.调整第一感应件3的位置，使第一感应件3位于第二感应件4与第三感应件5之间，并且靠近零点位置。该步骤中，通过控制关节转动部1转动使第一感应件3位于第二感应件4与第三感应件5之间，并且靠近零点位置，使得在步骤S200中，关节转动部1转动时的起始位置位于设定区域内，即该步骤S200中的关节转动部1的起始位置位于第二感应件4与第三感应件5之间，并且靠近零点位置。因此，在执行S200.控制关节转动部1转动，并接收第一感应信号以及第二感应信号的步骤时，关节转动部1在靠近零点位置转动，因此能够快速找到零点位置。

由于零点在第二感应件4与第三感应件5之间，因此步骤S200中，接收到第一感应信号时关节转动部1转动方向与从零点位置转动至第二感应件4时的转向相同，同理，接收到第二感应信号时关节转动部1转动方向与从零点位置转动至第三感应件5时的转向相同，因此通过判断第一感应信号是否先于第二感应信号产生，即可知道关节转动部1转动方向是正方向还是负方向。也就是说，在步骤S200前，先执行步骤S100.将控制关节转动部1转动，使第一感应件3位于第二感应件4与第三感应件5之间，并且靠近零点位置，因此不仅可以进行快速进行零点标定，还能获知关节的正负方向。

其中，执行步骤S100时，即执行控制关节转动部1转动，使第一感应件3位于第二感应件4与第三感应件5之间，并且靠近零点位置的步骤时，可以通过目测的方式进行判断第一感应件3是否位于第二感应件4与第三感应件5之间并靠近零点位置，即可以通过观察第二感应件4与第三感应件5之间的大圆弧、小圆弧、线缆扭曲情况或机器人关节结构上的外观标记与第一感应件3之间的相对位置，确定第一感应件3是否位于第二感应件4与第三感应件5之间并靠近零点位置。在另外的实施例中，也可以通过设置工业相机，并通过工业相机获取第二感应件4与第三感应件5之间的大圆弧、小圆弧或机器人关节结构上的外观标记，以判断第一感应件3是否位于第二感应件4与第三感应件5之间，并且靠近零点位置。

本申请通过执行步骤S100，使得在零点标定时能够获知关节结构的转向，进而避免出现以360°的位置作为零点位置的情况，也避免在零点标定过程中因关节转动部1的转动角度过大而导致线缆扭断。

详细的，若先接收到第一感应信号，根据第一感应信号，并在第一感应信号产生处标定零点位置。其中，在转动关节转动部1的过程中，当产生第一感应信号时，关节编码器所记录下此时的角度位置，并根据此时的角度位置标定为零点位置。

若先接收到第二感应信号，控制关节转动部沿相反方向转动，使得关节转动部沿靠近第一感应信号方向转动，在转动关节转动部1的过程中，当产生第一感应信号时，关节编码器所记录下此时的角度位置，并根据此时的角度位置标定为零点位置，即在第一感应信号产生处标定零点位置。

该实施例中，第一感应件3可以为光电传感器，例如对射型光电传感器、红外传感器，当接收到第一感应信号时，第一感应件3和第二感应件之间处于信号响应位置，也就是标定零点位置。

该实施例中，第一感应件3可以是电感式传感器、电容式传感器和电磁式传感器中的一者，第一感应件3和第二感应件之间会存在信号范围值，可以在信号范围值取一值作为标定零点位置，例如：第一感应件3与第二感应件刚开始发生响应时、第一感应件3与第二感应件之间的信号值达到最大值时或者第一感应件3与第二感应件之间的信号开始消失时作为零点标定位置。

参阅图2和图3，详细的，在步骤S310中，若先接收到第一感应信号，控制关节转动部1沿当前方向继续转动，同时采集第一感应信号的信号值，在第一感应信号的信号值达到最大值处标定零点位置。

上述中，由于第二感应件4和第一感应件3中的一者为电感式传感器、电容式传感器和电磁式传感器中的一种，另一者是能够与电感式传感器、电容式传感器或电磁式传感器发生响应的金属片或磁铁。以电容式传感器为例：当第二感应件4转动至与第一感应件3在投影方向存在重合面积的时候，即可产生第一感应信号，随着第二感应件4继续转动，第二感应件4与第一感应件3之间在投影方向的重合面积逐渐变大然后变小，所产生的电容信号也随着重合面积的变化而变化。

其中，当接收到第一感应信号时，第二感应件4与第一感应件3刚开始发生感应，即所产生的信号值还没达到最大，此时，通过采集第一感应信号的信号值，当所采集到的信号值达到最大时，则是所需要标定零点的准确位置，控制器根据所采集到的信号值达到最大的位置进行标定，真实的零点位置则需根据第二感应件4与零点位置所设定角度获得。例如：当第二感应件4与零点位置的设定角度为零时，进行标定的位置即为零点位置；若第二感应件4与零点位置的设定角度为+90°(正负号表示方向)时，进行标定的位置再沿正方向转动90°即可到达零点位置。

详细的，当采集第一感应信号的信号值时，同时通过关节编码器记录关节转动部1的转动角度，可以通过插值算法，计算出第一感应信号的最大值，进而关节编码器记录下第一感应信号的最大值的位置，即为所需要标定的位置，采用此种方式，能够提高零点标定的精准度。

详细的，在步骤S320中，若先接收到第二感应信号，执行步骤S321.控制关节转动部1沿相反方向转动，直至接收到第一感应信号，以及步骤S322.控制关节转动部1沿当前方向继续转动，同时采集第一感应信号的信号值，在第一感应信号的信号值达到最大值处标定零点位置。

第三感应件5与第一感应件3之间所产生的第二感应信号，用于辅助寻找零点位置，即当接收到第二感应信号时，说明此时关节转动部1正沿着远离标定零点的方向转动，因此，控制关节转动部1沿相反方向转动，使得第二感应信件沿靠近第一感应件3的方向转动，直至接收到第一感应信号。因此，通过设置第三感应件5与第一感应件3之间所产生的第二感应信号，并根据第二感应信号控制关节转动部1的转动方向，能够减少到达第二感应件4与第一感应件3产生感应的位置时关节转动部1所需要经过的路程，提高零点标定的效率。

其中，当接收到第一感应信号时，第二感应件4与第一感应件3刚开始发生感应，即所产生的信号还没达到最大，此时，通过采集第一感应信号的信号值，当所采集到的信号值达到最大时，则是所需要标定零点的准确位置，控制器根据所采集到的信号值达到最大的位置进行标定。

当采集第一感应信号的信号值时，同时通过关节编码器记录关节转动部1的转动角度，可以通过插值算法，计算出第一感应信号的最大值，进而关节编码器记录下第一感应信号的最大值的位置，即为所需要标定的位置，采用此种方式，能够提高零点标定的精准度。

参阅图3，在一实施例中，当在零点标定时，若执行了步骤S100：控制关节转动部1转动，使第一感应件3位于第二感应件4与第三感应件5之间，并且靠近零点位置，使得步骤S200中的关节转动部1转动的起始位置位于设定区域，因此在采集第一感应信号的信号值的过程中，不管是先接收到第一感应信号还是先接收到第二感应信号，此时关节转动部1的转动方向均相同，如果第二感应件4与第一感应件3之间的感应信号存在延迟，也不会影响零点标定的精度，即能够保证每次进行零点标定的位置均相同。

参阅图1-3，在一些实施例中，接收到第一感应信号前，关节转动部1以第一预设速度转动；采集第一感应信号的过程中，关节转动部1以第二预设速度转动，其中，第二预设速度小于第一预设速度。

详细的，在进行采集第一感应信号的信号值大小之前，只需要通过第一感应信号和第二感应信号获知关节转动部1的位置即可，因此可以采用较快的速度转动，以减少寻找零点位置所需要的时间。当接收到第一感应信号时，控制关节转动部1以第二速度转动，即以较慢的速度转动，使得获得更加准确的第一感应信号的信号值，减少因转动而产生的延迟性，进而达到更加精准的零点位置，提高零点标定的精度。

在一实施例中，步骤S200中，具体包括：控制关节转动部1转动，使得接收到第一感应信号或者第二感应信号中的一者。由于在零点标定时，通过获知最先接收到的感应信号即可获知第一感应信号和第二感应信号之间的先后顺序，即当所接收到的感应信号是第一感应信号，则第一感应信号先于第二感应信号产生，当所接收到的感应信号是第二感应信号，则第二感应信号先于第一感应信号产生。因此，在判断第一感应信号是否先于第二感应信号产生的步骤中，具体包括：若所接收到的感应信号为第一感应信号，则判断为第一感应信号先于第二感应信号产生；若所接收到的感应信号为第二感应信号，则判断为第一感应信号后于第二感应信号产生。

通过上述方式，能够减少寻找零点位置时关节转动部1所需要走过的路程，以提高零点标定的速度。

在另一实施例中，步骤S200中，具体包括：控制关节转动部1转动，并接收到第一感应信号和第二感应信号。该实施例中，需要第一感应信号和第二感应信号都被接收到之后，再进行判断第一感应信号和第二感应信号先后顺序。其中，当在零点标定时，需执行步骤控制关节转动部1转动，使第一感应件3位于第二感应件4与第三感应件5之间，并且靠近零点位置，使得步骤S200的起始位置位于零点位置的附近，因此在接收到第二个感应信号时，关节转动部1所走过的路程不会超过极限行程，以保证零点标定时的安全性，也保证了每次零点标定时，接收到的第一感应信号和第二感应信号两者之间的顺序与关节转动部1的转动方向是一致的，使得零点标定的位置准确。

在机器人关节结构的坐标系中，除了存在零点位置外，还需要知道正负方向。当在零点标定时，执行步骤控制关节转动部1转动，使第一感应件3位于第二感应件4与第三感应件5之间，并且靠近零点位置，使得步骤S200的起始位置位于零点位置附近，因此通过判断第一感应信号是否先于第二感应信号产生，即可知道关节转动部1的转动方向。

上述中，判断第一感应信号是否先于第二感应信号产生的步骤中，若先接收到第一感应信号，则关节转动部1的转动方向为第一方向；若先接收到第二感应信号，则关节转动部1的转动方向为第二方向，第一方向与第二方向相反，因此通过判断第一感应信号是否先于第二感应信号产生，还能获知关节转动部1的转动方向。当第一方向为正方向时，则第二方向为负方向，反之，当第一方向为负方向时，则第二方向为正方向。

另一实施中，由于在采集第一感应信号的信号值，在第一感应信号的信号值达到最大值处标定零点位置的过程中，不管是先接收到第一感应信号还是先接收到第二感应信号，此时关节转动部1的转动方向均相同，因此可以通过采集第一感应信号时的关节转动部1的转动方向识别关节转动部1转动的正负方向，即根据接收到的第一感应信号标定零点位置的步骤中，关节转动部1沿当前转动方向为第一方向。

在控制关节转动部1转动，使第一感应件3位于第二感应件4与第三感应件5之间，并且靠近零点位置的步骤中，具体包括：第一感应件3与零点位置在投影平面上形成第三夹角，控制关节转动部1转动至第三夹角小于或等于45°的位置，即靠近零点位置是指第一感应件3与零点位置在投影平面上形成第三夹角小于或等于45°的位置。

举例地：第二感应件4与第三感应件5对称地设在零点位置的两侧，以方便从关节结构的两侧通过观察外观的方式观察零点位置。

具体的，机器人在零点丢失时，关节转动部1所转动的角度通常不会超出或接近极限行程，也就是说，通常在发生机器人在零点丢失时，关节转动部1的转动角度都在零点附近，因此可知直接进行零点标定。当机器人在零点丢失并且关节转动部1所转动的角度超出或接近极限行程时，例如转动角度处于±350°附近，则可以通过观察线缆的扭曲程度，然后控制关节转动部1转动至±180°以内甚至接近零点位置，可避免在超出或接近极限行程处开始零点标定而导致错误将±360°的位置标定为零点位置。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述的零点标定方法。

一种控制器，包括处理器，处理器用于储存处理器可执行指令的存储器，其中，处理器用于执行存储器中储存的可执行指令时实现上述的零点标定方法。

在前述的机器人关节结构中，包括上述的控制器，即控制器的处理器执行存储器中储存的可执行指令时实现上述的零点标定方法。

一种机器人，包括上述的关节结构。

通常机器人存在多个关节结构，在零点标定时，可以依次对机器人的多个关节结构进行零点标定。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以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，而所有这些改变或替换都应属于本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种机器人关节的零点标定方法，其特征在于，所述机器人关节包括关节固定部、关节转动部、第一感应件、第二感应件和第三感应件，所述关节固定部和所述关节转动部中的一者上设置所述第一感应件，另一者上设置所述第二感应件和所述第三感应件，所述关节转动部能够相对于所述关节固定部转动，使所述第一感应件靠近或者远离所述第二感应件和所述第三感应件；所述第一感应件能够与所述第二感应件感应，产生第一感应信号；所述第一感应件能够与所述第三感应件感应，产生第二感应信号；

所述零点标定方法包括如下步骤：

控制所述关节转动部转动，并接收所述第一感应信号以及所述第二感应信号；

判断所述第一感应信号是否先于所述第二感应信号产生；

若先接收到所述第一感应信号，则根据接收到的所述第一感应信号标定零点位置；

若先接收到所述第二感应信号，控制所述关节转动部沿相反方向转动，直至接收到所述第一感应信号，根据接收到的所述第一感应信号标定零点位置。

2.根据权利要求1所述零点标定方法，其特征在于，所述标定方法在控制所述关节转动部转动，并接收所述第一感应信号以及所述第二感应信号的步骤之前还包括：

调整所述第一感应件的位置，使所述第一感应件位于所述第二感应件与所述第三感应件之间，并且靠近零点位置。

3.根据权利要求1或2所述零点标定方法，其特征在于，

若先接收到所述第一感应信号，根据所述第一感应信号，并在所述第一感应信号产生处标定零点位置；

若先接收到所述第二感应信号，控制所述关节转动部沿相反方向转动，并根据所述第一感应信号，在所述第一感应信号产生处标定零点位置。

4.根据权利要求1或2所述零点标定方法，其特征在于，

若先接收到所述第一感应信号，控制所述关节转动部沿当前方向继续转动，同时采集所述第一感应信号的信号值，在所述第一感应信号的信号值达到最大值处标定零点位置；

若先接收到所述第二感应信号，控制所述关节转动部沿相反方向转动，直至接收到所述第一感应信号；

控制所述关节转动部沿当前方向继续转动，同时采集所述第一感应信号的信号值，在所述第一感应信号的信号值达到最大值处标定零点位置。

5.根据权利要求4所述零点标定方法，其特征在于，

接收到所述第一感应信号前，所述关节转动部以第一预设速度转动；

采集第一感应信号的过程中，所述关节转动部以第二预设速度转动；

其中，所述第二预设速度小于所述第一预设速度。

6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述的零点标定方法。

7.一种控制器，其特征在于，包括：

处理器；

用于储存所述处理器可执行指令的存储器，其中，所述处理器用于执行所述存储器中储存的所述可执行指令时实现权利要求1－5中任一项所述的零点标定方法。

8.一种机器人关节结构，其特征在于，包括：

关节固定部；

关节转动部，与所述关节固定部相连，并且能相对所述关节固定部转动；

驱动部件，固定在所述关节固定部上，并且与所述关节转动部相连，以驱动所述关节转动部相对于所述关节固定部转动；

如权利要求7所述的控制器，与所述关节固定部和所述关节转动部中的一者相连，并且与所述驱动部件电连接；

第一感应件，与所述控制器电连接；

第二感应件，与所述控制器电连接，并且能够与所述第一感应件发生信号响应；

第三感应件，与所述控制器电连接，并且能够与所述第一感应件发生信号响应；

其中，所述关节固定部和所述关节转动部中的一者上设置所述第一感应件，另一者上设置所述第二感应件和所述第三感应件，所述第三感应件与所述第二感应件间隔设置，并且所述第三感应件与所述第二感应件位于同一圆周上。

9.根据权利要求8所述的关节结构，其特征在于，

所述第一感应件和所述第二感应件中的一者为信号接收端，另一者为信号发射端，所述第三感应件与所述第二感应件相同。

10.根据权利要求9所述的关节结构，其特征在于，

所述信号接收端包括电感式传感器、电容式传感器和电磁式传感器中的一种，所述信号接收端与所述控制器电连接，所述信号发射端包括能够与所述信号接收端发生信号响应的金属片或磁铁。

11.根据权利要求8所述的关节结构，其特征在于，

所述关节固定部与所述关节转动部之间具有空隙，所述第一感应件、所述第二感应件和所述第三感应件均位于所述空隙内，并且所述关节转动部相对所述关节固定部转动时，所述第一感应件与所述第二感应件以及所述第一感应件与所述第三感应件均不接触。

12.一种机器人，其特征在于，包括如权利要求8-11中任一项所述的关节结构。