CN218994308U - 激光示距标尺以及包括该标尺的机器人示教系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种激光示距标尺以及包括该标尺的机器人示教系统，该标尺包括基座以及连接在基座上的激光示距组件和电源，激光示距组件连接电源，其中，激光示距组件包括第一激光光源件、第二激光光源件和反射件，并第一激光光源件垂直连接在基座上，第二激光光源件水平连接在基座上，反射件移动连接在基座上，并反射件设置于第二激光光源件的激光出口处，反射件反射第二激光光源件所发出的第二激光，使其与第一激光光源件所发出的第一激光相交。本实用新型的激光示距标尺结构简单，体积小。在采用本实用新型的机器人示教系统的在线示教中，示教操作员对激光指针的观察和使用方便性有很好的反馈，激光示距标尺提高了机器人示教系统的精度和效率。

Description

激光示距标尺以及包括该标尺的机器人示教系统

技术领域

本实用新型涉及测量技术领域，具体地说，是涉及一种激光示距标尺，可用于涂装机器人、接缝密封、水射流切割等机器人示教应用中。本实用新型还涉及一种包括该激光示距标尺的机器人示教系统。

背景技术

机器人在线示教是一种通过在线模拟实际加工过程中机器人手臂前端工具与工件表面的距离和指向姿态完成轨迹仿形的技术。其中机器人手臂前端工具中心点到达工件表面距离的标定通常以在机器人手臂前端固定一个示距标尺的形式显示，示距标尺装置是保证手动机器人示教精度的关键。目前机器人在线示教中使用的标尺一般为实物标尺，包括刚性标尺和柔性标尺两种形式。刚性标尺(如：金属棒)具有示距准确的优点，缺点是在复杂型面移动时容易造成工件表面的划伤和标尺的损坏。柔性标尺(如：塑料片)则存在柔性材料容易变形造成示距不准确的问题。同时，这两种形式的标尺在示教距离变化时需要定制不同尺寸的标尺。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种利用激光特性的示距标尺，解决现有标尺示距准确性差、适用性差的问题。

为了实现上述目的，本实用新型的激光示距标尺包括基座以及分别连接在所述基座上的激光示距组件和电源，所述激光示距组件连接所述电源，其中，所述激光示距组件包括第一激光光源件、第二激光光源件和反射件，并所述第一激光光源件垂直连接在所述基座上，所述第二激光光源件水平连接在所述基座上，所述反射件移动连接在所述基座上，并所述反射件设置于所述第二激光光源件的激光出口处，所述反射件反射所述第二激光光源件所发出的第二激光，使其与所述第一激光光源件所发出的第一激光相交。

上述的激光示距标尺的一实施方式中，还包括姿态识别件，所述姿态识别件包括第一反光镜和第二反光镜，所述第一反光镜垂直连接在所述第一激光光源件的激光出口处并包括供所述第一激光通过的孔部，所述第二反光镜设置于所述第一反光镜的远离所述第一激光光源件的一侧。

上述的激光示距标尺的一实施方式中，所述第一激光和所述第二激光的激光颜色不同。

上述的激光示距标尺的一实施方式中，所述第一激光和所述第二激光均为圆点激光或均为十字激光。

上述的激光示距标尺的一实施方式中，所述第一激光和所述第二激光的其中一个为圆点激光，另一个为十字激光。

上述的激光示距标尺的一实施方式中，还包括连接在所述基座上的第三激光光源件，所述第三激光光源件连接在所述第一激光光源件的一侧。

上述的激光示距标尺的一实施方式中，所述第三激光光源件所发出的第三激光为一字激光。

上述的激光示距标尺的一实施方式中，所述第三激光光源件与所述第一激光光源件平行设置，并所述第三激光光源件沿所述基座相对所述第一激光光源件移动设置。

本实用新型提供的机器人示教系统包括机器人手臂，其还包括上述的激光示距标尺，所述激光示距标尺连接在所述机器人手臂上。

上述的机器人示教系统的一实施方式中，所述机器人手臂包括工作面，所述工作面与所述基座平行连接。

本实用新型的有益功效在于，本实用新型的激光示距标尺结构简单，体积小。在采用本实用新型的机器人示教系统的在线示教中，示教操作员对激光指针的观察和使用方便性有很好的反馈，激光示距标尺提高了机器人示教系统的精度和效率。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

附图说明

图1为本实用新型的激光示距标尺的一实施例的结构示意图。

图2为本实用新型的机器人示教系统的一实施例的结构示意图。

图3为本实用新型的激光示距标尺的一实施例的结构示意图(显示姿态识别件工作原理)。

其中，附图标记

10：激光示距标尺

100：基座

200：激光示距组件

210：第一激光光源件

220：第二激光光源件

230：反射件

300：电源

400：姿态识别件

410：第一反光镜

410a：孔部

420：第二反光镜

500：第三激光光源件

20：机器人示教系统

21：机器人手臂

30：工件

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本实用新型的目的、方案及功效，但并非作为本实用新型所附权利要求保护范围的限制。

说明书中针对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的引用，指的是描述的该实施例可包括特定的特征、结构或特性，但是不是每个实施例必须包含这些特定特征、结构或特性。此外，这样的表述并非指的是同一个实施例。进一步，在结合实施例描述特定的特征、结构或特性时，不管有没有明确的描述，已经表明将这样的特征、结构或特性结合到其它实施例中是在本领域技术人员的知识范围内的。

在说明书及后续的权利要求书中使用了某些词汇来指称特定组件或部件，本领域普通技术的员应可理解，技术使用者或制造商可以不同的名词或术语来称呼同一个组件或部件。本说明书及后续的权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件或部件的方式，而是以组件或部件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及后续的权利要求项中所提及的“包括”和“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。以外，“连接”一词在此包含任何直接及间接的电性连接手段。间接的电性连接手段包括通过其它装置进行连接。

另，在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“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实用新型和简化描述，并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实用新型的限制。

如图1和图2所示，本实用新型的激光示距标尺10包括基座100、激光示距组件200和电源300，激光示距组件200和电源300分别连接在基座100上，激光示距组件200连接电源300。其中，激光示距标尺10的基座100固定在机器人示教系统20的机器人手臂21上，激光示距标尺10用于机器人手臂21前端工具中心点到达工件30表面距离的标定。

激光示距组件200包括第一激光光源件210、第二激光光源件220和反射件230，并第一激光光源件210垂直连接在基座100上，第二激光光源件220水平连接在基座100上，也就是说，第一激光光源件210和第二激光光源件220垂直连接，其中，第一激光光源件210对应工件30。反射件230移动连接在基座100上，并反射件230设置于第二激光光源件220的激光出口处。反射件230反射第二激光光源件220所发出的第二激光，以使第二激光与第一激光光源件210所发出的第一激光相交。

本实用新型中，第一激光光源件210所发出的第一激光和第二激光光源件220所发出的第二激光的两条射线形成一个直角三角形，通过第一激光和第二激光的入射光线交叉点重叠影像位置实现示距功能，示距准确无偏差。

为了显示更为醒目明确，本实施例中，第一激光光源件210所发出的第一激光和第二激光光源件220所发出的第二激光均为十字激光。另，第一激光和第二激光的激光颜色可设置为不同，例如，第一激光为红色，第二激光为绿色。当然，本实用新型不以为限，第一激光和第二激光的颜色也可以为相同，形状亦可以为其它形状，例如第一激光为十字激光，第二激光为圆点激光，或者第一激光和第二激光均为圆点激光。

本实用新型的一实施例中，激光示距标尺10还包括姿态识别件400，姿态识别件400用于对机器人示教系统20的机器人手臂21的姿态进行识别。例如，机器人手臂21为喷涂机器人手臂，则姿态识别件400为用于对喷涂机器人手臂的雾化器的姿态。

如图3所示，姿态识别件400包括第一反光镜410和第二反光镜420，第一反光镜410垂直连接在第一激光光源件210的激光出口处，包括并包括供第一激光通过的孔部410a。第二反光镜420设置于第一反光镜410的远离第一激光光源件210的一侧。第二反光镜420例如放置于基板表面，当机器人手臂21上的雾化器与基板表面不垂直时，第一激光光源件220发射的第一激光穿过姿态识别件400的第一反光镜410的孔部410a后，第一激光束撞击第二反射镜420后，将再次被第一反射镜410反射出来。这种设计通过多次反射放大偏差，使教学操作员能够直观地检测垂直方向的偏差。

本实用新型的激光示距标尺10还包括连接在基座100上的第三激光光源件500，第三激光光源件500设置于第一激光光源件210的一侧。通过调整与第一激光光源件210之间的距离，可以显示当前示教点与工件30的表面其它示教点的相对位置关系，第三激光光源件500例如可识别重叠喷涂距离。

较佳地，第三激光光源件500所发出的第三激光为一字激光，以与第一激光光源件210发射的十字形的第一激光相区分。本实用新型的一实施例中，第三激光光源件500与第一激光光源件210平行设置，并第三激光光源件500沿基座100相对第一激光光源件210移动设置。

本实用新型的机器人示教系统20的机器人手臂21包括工作面，工作面与激光示距标尺10的基座100平行连接。如此，连接在基座100上的激光示距组件200能够反映工作面与工件的准确距离。

本实用新型的激光示距标尺10例如可用于涂装机器人在线示教中使用的固定距离激光示距标尺，应用于在线机器人示教过程中指示机器人手臂前端工具坐标原点到工件表面的固定距离与指向。但本实用新型不仅适用于涂装机器人，在其它也需要固定距离工艺的机器人示教应用中，类似的场景包括接缝密封、水射流切割应用等需要固定距离激光示教标尺的场合也可使用。

结合图2，以下以对机器人示教系统20为喷涂机器人为例进行示例。

首先，将激光示距标尺10安装在机器人示教系统20的机器人手臂21的雾化器前部，根据示教要求，通过调整激光示距组件200和第三激光光源件500校准激光示距标尺10的示教距离和叠喷间距。

打开第一激光光源件210的红色十字激光光源并移动到示教点附近。打开第三激光光源件500的红色一字激光光源以指示叠喷距离参考线，确定(X，Z)方向的距离。试教人参考叠喷距离线在X和Z方向移动机器人，打开第二激光光源件210绿色圆点激光，通过判断圆点激光与红色十字激光的重叠状态，确定Y方向的示教距离。

确定位置后，示教员记录下示教点坐标并将机器人移动到下一个示教点。完成一个区域的示教后，机器人可以在示教模式下应用激光示距标尺重放轨迹。在低速回放的过程中，激光示距标尺10可以很容易地识别运动过程中距离的变化，而无需与工件表面进行物理接触。

本实用新型的激光示距标尺对于观察者提高几何复杂工作空间的视觉检测精度非常有益。其次，激光指针的非变形和非接触特性非常适合手工示教，特别是当带有激光指针的机器人移动到复杂表面上时。在此基础上，激光指针可以在示教模式下连续回放涂装路径。最后，激光指针还可以满足不同的示教距离要求。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种激光示距标尺，包括基座以及分别连接在所述基座上的激光示距组件和电源，所述激光示距组件连接所述电源，其特征在于，所述激光示距组件包括第一激光光源件、第二激光光源件和反射件，并所述第一激光光源件垂直连接在所述基座上，所述第二激光光源件水平连接在所述基座上，所述反射件移动连接在所述基座上，并所述反射件设置于所述第二激光光源件的激光出口处，所述反射件反射所述第二激光光源件所发出的第二激光，使其与所述第一激光光源件所发出的第一激光相交。

2.根据权利要求1所述的激光示距标尺，其特征在于，还包括姿态识别件，所述姿态识别件包括第一反光镜和第二反光镜，所述第一反光镜垂直连接在所述第一激光光源件的激光出口处并包括供所述第一激光通过的孔部，所述第二反光镜设置于所述第一反光镜的远离所述第一激光光源件的一侧。

3.根据权利要求1所述的激光示距标尺，其特征在于，所述第一激光和所述第二激光的激光颜色不同。

4.根据权利要求1所述的激光示距标尺，其特征在于，所述第一激光和所述第二激光均为圆点激光或均为十字激光。

5.根据权利要求1所述的激光示距标尺，其特征在于，所述第一激光和所述第二激光的其中一个为圆点激光，另一个为十字激光。

6.根据权利要求1至5任一项所述的激光示距标尺，其特征在于，还包括连接在所述基座上的第三激光光源件，所述第三激光光源件连接在所述第一激光光源件的一侧。

7.根据权利要求6所述的激光示距标尺，其特征在于，所述第三激光光源件所发出的第三激光为一字激光。

8.根据权利要求6所述的激光示距标尺，其特征在于，所述第三激光光源件与所述第一激光光源件平行设置，并所述第三激光光源件沿所述基座相对所述第一激光光源件移动设置。

9.一种机器人示教系统，包括机器人手臂，其特征在于，还包括权利要求1至8任一项所述的激光示距标尺，所述激光示距标尺连接在所述机器人手臂上。

10.根据权利要求9所述的机器人示教系统，其特征在于，所述机器人手臂包括工作面，所述工作面与所述基座平行连接。

Images