[发明专利]角度检测器的偏心误差校正方法及机器人系统

权利要求书

1.一种用于机器人系统中的角度检测器的偏心误差校正方法，所述机器人系统包括：电机；臂，通过减速器连接到所述电机的输出轴侧；输入轴角度检测器，检测所述电机的旋转角度作为输入轴角度；以及输出轴角度检测器，检测所述臂的旋转角度作为输出轴角度，

所述偏心误差校正方法校正由于所述输出轴角度检测器的偏心产生的偏心误差，所述偏心误差校正方法包括：

在所述臂的自重对旋转方向的影响被抑制的至少三个测量位置处检测所述输出轴角度；

将每个测量位置处的臂角度值与在每个测量位置处检测到的所述输出轴角度之差确定作为偏心误差，其中，所述臂角度值表示所述臂的实际旋转角度；

通过用正弦波近似每个测量位置处的所述偏心误差，将误差曲线确定作为所述臂角度值的函数，所述误差曲线表示所述臂角度值和所述偏心误差之间的关系，其中，所述正弦波的单个周期为所述臂的单次旋转；

使用所述误差曲线确定将所述输出轴角度和所述臂角度值相关联的校正式；

在所述臂旋转时，基于所述校正式确定与检测到的输出轴角度相对应的校正值，并校正所述偏心误差。

2.根据权利要求1所述的角度检测器的偏心误差校正方法，其中，

将所述臂从上方与止动件接触的接触位置设定为所述测量位置中的至少一个，所述止动件以机械方式限制所述臂的旋转。

3.根据权利要求1或2所述的角度检测器的偏心误差校正方法，其中，

垂直位置被设定为所述测量位置中的至少一个，所述垂直位置是所述臂侧的重心被定位在包括从所述臂的旋转中心垂直向上的方向的预定角度范围内的位置。

4.根据权利要求3所述的角度检测器的偏心误差校正方法，其中，

当所述臂正向旋转时检测到的所述垂直位置处的输出轴角度和所述臂以与正向旋转相同的速度反向旋转时检测到的所述垂直位置处的输出轴角度的平均值被设定为所述垂直位置处的输出轴角度。

5.根据权利要求3所述的角度检测器的偏心误差校正方法，其中，

确定对所述臂正向旋转时检测到的多个输入轴角度和多个输出轴角度之间的关系进行近似的正向旋转近似线、以及对所述臂以与正向旋转相同的速度反向旋转时检测到的多个输入轴角度和多个输出轴角度之间的关系进行近似的反向旋转近似线；并且

将根据所述正向旋转近似线确定的所述垂直位置处的输出轴角度和根据所述反向旋转近似线确定的所述垂直位置处的输出轴角度的平均值设定为所述垂直位置处的输出轴角度。

6.根据权利要求3所述的角度检测器的偏心误差校正方法，其中，

设定中心在所述臂的旋转中心的垂直上方的预定检测区域；

在所述臂暂时旋转到检测范围的上限和下限中的任一者之后，用于在使所述臂从所述上限旋转到所述下限的同时在每个预定角度检测所述输出轴角度的处理以及用于在使所述臂从所述下限旋转到所述上限的同时在每个预定角度检测所述输出轴角度的处理被执行相同的次数；以及

将在所述处理中检测到的多个输出轴角度的平均值设定为所述垂直位置处的输出轴角度。

7.根据权利要求1所述的角度检测器的偏心误差校正方法，其中：

所述校正式中包含的所述臂角度值用所述输入轴角度除以所述减速器的减速比得到的臂角度近似。

8.根据权利要求1所述的角度检测器的偏心误差校正方法，其中，

所述校正式表示为：

其中，θo是所述输出轴角度，θa是所述臂角度值，A是所述误差曲线的幅度，是所述误差曲线的相位，B是所述误差曲线的偏移量。

9.根据权利要求1所述的角度检测器的偏心误差校正方法，其中，

所述校正式表示为：

其中，θo是所述输出轴角度，θa是所述臂角度值，θai是所述输入轴角度除以所述减速器的减速比得到的臂角度，A是所述误差曲线的幅度，是所述误差曲线的相位，B是所述误差曲线的偏移量。

10.一种机器人系统，包括：

电机；

臂，通过减速器连接到所述电机的输出轴侧；

输入轴角度检测器，检测所述电机的旋转角度作为输入轴角度；

输出轴角度检测器，检测所述臂的旋转角度作为输出轴角度；以及

控制单元，

在所述臂的自重不影响旋转方向的至少三个测量位置处检测所述输出轴角度，

将每个测量位置处的臂角度值与在每个测量位置处检测到的所述输出轴角度之差确定作为偏心误差，其中，所述臂角度值表示所述臂的实际旋转角度；

通过用正弦波近似每个测量位置处的所述偏心误差，确定表示所述臂角度值和所述偏心误差之间的关系的误差曲线，其中，所述正弦波的单个周期为所述臂的单次旋转；

使用所述误差曲线确定将所述输出轴角度和所述臂角度值相关联的校正式；以及

在所述臂旋转时，基于所述校正式确定与检测到的输出轴角度相对应的校正值，并校正所述偏心误差。