本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種機(jī)器人遠(yuǎn)程工具坐標(biāo)姿態(tài)自動(dòng)定位裝置及其定位方法。

背景技術(shù)：

目前，在一些機(jī)器人應(yīng)用中，用到了遠(yuǎn)程工具，比如：打磨，拋光和去毛刺等。如圖1所示，所謂遠(yuǎn)程工具就是指工具被固定安裝在地面上而并非安裝在機(jī)器人執(zhí)行端上，然而，如何定位遠(yuǎn)程工具的姿態(tài)較為麻煩，一般會(huì)在工具中心點(diǎn)(Tool Centre Point)位置用4點(diǎn)法測出其位置再對(duì)其姿態(tài)進(jìn)行確定，這一過程比較耗時(shí)，且工具的定位姿態(tài)并不準(zhǔn)確。因此，如果找到一種簡單精確的方法去定位工具坐標(biāo)系的姿態(tài)，將會(huì)縮短機(jī)器人的調(diào)試時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種解決定位機(jī)器人遠(yuǎn)程工具坐標(biāo)系姿態(tài)的問題，讓整個(gè)過程簡單，且易于操作的機(jī)器人遠(yuǎn)程工具坐標(biāo)姿態(tài)自動(dòng)定位裝置及其定位方法。

本發(fā)明為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種機(jī)器人遠(yuǎn)程工具坐標(biāo)姿態(tài)自動(dòng)定位裝置，包括安裝在機(jī)器人法蘭上的第一測試端，以及安裝在遠(yuǎn)程工具中心點(diǎn)上的第二測試端，所述第一測試端和 第二測試端通過數(shù)據(jù)線連接，所述第一測試端由一個(gè)陀螺儀傳感器和一個(gè)激光傳感器組成，所述第二測試端為一個(gè)陀螺儀傳感器，所述第一測試端和第二測試端通過數(shù)據(jù)線最終連接機(jī)器人終端。

一種機(jī)器人遠(yuǎn)程工具坐標(biāo)姿態(tài)自動(dòng)定位方法，包括以下步驟：

第一步，獲取遠(yuǎn)程工具中心點(diǎn)的姿態(tài)：首先，將第一測試端固定在機(jī)器人的法蘭盤上，第二測試端固定在遠(yuǎn)程工具的中心點(diǎn)上片刻即可，隨后，機(jī)器人自動(dòng)記錄下該點(diǎn)姿態(tài)，通過讀取兩個(gè)陀螺儀姿態(tài)的差別，經(jīng)過DSP計(jì)算，來獲取遠(yuǎn)程工具中心點(diǎn)的姿態(tài)，通過一組連接線傳輸遠(yuǎn)程工具中心點(diǎn)姿態(tài)到機(jī)器人終端；

第二步，獲取遠(yuǎn)程工具中心點(diǎn)的坐標(biāo)：移開遠(yuǎn)程工具上的第二測試端，用第一測試端上的激光測距傳感器測量得機(jī)器人法蘭盤到遠(yuǎn)程工具中心點(diǎn)表面的距離，由于機(jī)器人法蘭盤姿態(tài)和坐標(biāo)為已知，通過計(jì)算獲得遠(yuǎn)程工具中心點(diǎn)的坐標(biāo)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述遠(yuǎn)程工具中心點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算方法如下：

1)姿態(tài)：利用陀螺儀所檢測出的兩組歐拉角數(shù)值(ZYZ或XYZ)，一組為表示遠(yuǎn)程工具中心點(diǎn)姿態(tài)的歐拉角，另一組則為表示當(dāng)前機(jī)器人法蘭盤姿態(tài)的歐拉角，通過計(jì)算其差，從而得到遠(yuǎn)程工具相對(duì)機(jī)器人法蘭盤的姿態(tài)。

2)坐標(biāo)：利用激光測距傳感器測到遠(yuǎn)程工具中心點(diǎn)到機(jī)器人法蘭盤的距離，由于當(dāng)前機(jī)器人法蘭盤的坐標(biāo)已知，所以通過相加就能得到遠(yuǎn)程工具中心點(diǎn)的坐標(biāo)。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，

本發(fā)明的有益效果是：傳統(tǒng)的機(jī)器人遠(yuǎn)程工具的定位都需要耗費(fèi) 許多時(shí)間和人力，且操作步驟繁復(fù)，靠機(jī)器人運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)，容易造成機(jī)器人及裝置損壞，本發(fā)明的非接觸式自動(dòng)定位遠(yuǎn)程工具中心點(diǎn)姿態(tài)和坐標(biāo)的裝置，大大節(jié)省了人力和時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程工具中心點(diǎn)的坐標(biāo)和姿態(tài)的全自動(dòng)化定位，解放了勞動(dòng)力，提高了生產(chǎn)力。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有遠(yuǎn)程工具在機(jī)器人中的應(yīng)用示意圖；

圖2為本發(fā)明的自動(dòng)定位裝置示意圖；

圖中標(biāo)示：1-機(jī)器人法蘭盤；2-第一測試端；3-第二測試端；4-遠(yuǎn)程工具；5-數(shù)據(jù)線。

具體實(shí)施方式

為了加深對(duì)本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，該實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。

圖2示出了本發(fā)明一種機(jī)器人遠(yuǎn)程工具坐標(biāo)姿態(tài)自動(dòng)定位裝置的一種實(shí)施方式，包括安裝在機(jī)器人法蘭盤1上的第一測試端2，以及安裝在遠(yuǎn)程工具4中心點(diǎn)上的第二測試端3，所述第一測試端1和第二測試端3通過數(shù)據(jù)線5連接，所述第一測試端2由一個(gè)陀螺儀傳感器和一個(gè)激光傳感器組成，所述第二測試端3為一個(gè)陀螺儀傳感器，所述第一測試端2和第二測試端3通過數(shù)據(jù)線最終連接機(jī)器人終端。

其機(jī)器人遠(yuǎn)程工具坐標(biāo)姿態(tài)自動(dòng)定位方法，包括以下步驟：

第一步，獲取遠(yuǎn)程工具中心點(diǎn)的姿態(tài)：首先，將第一測試端2固定在機(jī)器人的法蘭盤上，第二測試端3固定在遠(yuǎn)程工具4的中心點(diǎn)上 片刻即可，隨后，機(jī)器人自動(dòng)記錄下該點(diǎn)姿態(tài)，通過讀取兩個(gè)陀螺儀姿態(tài)的差別，經(jīng)過DSP計(jì)算，來獲取遠(yuǎn)程工具4中心點(diǎn)的姿態(tài)，通過一組連接線傳輸遠(yuǎn)程工具4中心點(diǎn)姿態(tài)到機(jī)器人終端；

第二步，獲取遠(yuǎn)程工具中心點(diǎn)的坐標(biāo)：移開遠(yuǎn)程工具4上的第二測試端3，用第一測試端2上的激光測距傳感器測量得機(jī)器人法蘭盤1到遠(yuǎn)程工具4中心點(diǎn)表面的距離，由于機(jī)器人法蘭盤1姿態(tài)和坐標(biāo)為已知，通過計(jì)算獲得遠(yuǎn)程工具4中心點(diǎn)的坐標(biāo)。

所述遠(yuǎn)程工具4中心點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算方法如下：

1)姿態(tài)：利用陀螺儀所檢測出的兩組歐拉角數(shù)值(ZYZ或XYZ)，一組為表示遠(yuǎn)程工具中4心點(diǎn)姿態(tài)的歐拉角，另一組則為表示當(dāng)前機(jī)器人法蘭盤1姿態(tài)的歐拉角，通過計(jì)算其差，從而得到遠(yuǎn)程工具4相對(duì)機(jī)器人法蘭盤1的姿態(tài)。

2)坐標(biāo)：利用激光測距傳感器測到遠(yuǎn)程工具4中心點(diǎn)到機(jī)器人法蘭盤1的距離，由于當(dāng)前機(jī)器人法蘭盤1的坐標(biāo)已知，所以通過相加就能得到遠(yuǎn)程工具4中心點(diǎn)的坐標(biāo)。