[发明专利]一种多机器人基坐标系几何标定工装及标定方法

说明书

本发明涉及一种多机器人基坐标系几何标定工装及标定方法，方法包括调整标定工装于多个标定点，并将拉线测量装置与待标定机器人的末端相连；通过示教器控制待标定机器人依次运动到多个示教点，并获取多个待标定机器人的末端位置及多个标定点与示教点之间的绳长；根据多个待标定机器人的末端位置及多个绳长联立运动学方程，并求解多个标定点相对于待标定机器人基坐标系的位置；根据多个标定点相对于待标定机器人基坐标系的位置，联立齐次变换矩阵方程，获取标定工装相对于待标定机器人基坐标系的第一位姿变换矩阵。本发明提供了一种用于多机器人基坐标系的便携式标定工装和快速标定方法，结构简单，成本低，操作简单，通用性强。

技术领域

本发明涉及机器人标定技术领域，尤其涉及一种多机器人基坐标系几何标定工装及标定方法。

背景技术

随着自动化程度的提高，特别是机器人行业的快速兴起，使得整个制造业从人参与协作加工到无人化全自动生产方向前进，技术的一次次革新刺激着新型机器人技术在工业科研等行业的广泛应用，而机器人标定作为关乎机器人精度的一项重要技术，受到广大科研机构的极大重视，其标定工具的多功能性、便携性，以及标定方法的简易、方便、通用性等问题成为了新时代机器人行业研究的一项重要难题。

对于机器人基坐标标定，现有最常用的是借助外部设备如激光跟踪仪或双相机，通过照射跟踪对方机器人标识点从而获得两机器人末端之间的位姿转换关系，该种方法所采用的仪器一般都是进口产品，价格特别昂贵，而且对操作人员的技术要求过高，需要进行长时间的前期培训，不仅如此，其对应用场合也有一定的局限性。此外，候抑强、王天琪等人提出的“基于公共靶标的三点两步法”虽然操作方便、满足双机器人基坐标标定精度要求，但其仅适用于双机器人协作场合，且该双机器人必须具备工作空间具有交集的情形。而专利申请号为CN201710704692.1的《基于拉线编码器的机器人几何标定方法》采用拉线编码器进行单机器人几何标定，该专利提出了一种对机器人本体几何结构参数辨识的方法，简便易行，但是其仅适合单机器人本体标定而无法进行双机器人甚至多机器人基坐标标定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种多机器人基坐标系几何标定工装及标定方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种多机器人基坐标系几何标定工装，包括基板、吸附在所述基板表面上的吸磁基座、与机器人连接的拉线测量装置和导杆，所述吸磁基座与所述导杆的下端活动连接，所述拉线测量装置与所述导杆的上端活动连接。

本发明的有益效果是：通过吸磁基座与基板的吸附和分离，既可以实现整个标定工装在标定时的稳定，保证标定的准确性，又可以方便拆卸，便携实用；通过拉线测量装置与导杆的活动连接，既可以方便调整标定工装的姿态，选取多个标定点，又可以方便拉线测量装置的固定，保证标定的稳定性和准确性，整个标定工装结构简单，便携实用，操作简单，成本低，通用性强，适合于不同场合下的机器人标定，具有较高的市场应用价值。其中，基板可选易与吸磁基座相互吸引的材料(例如金属铁)制成。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步：所述吸磁基座包括吸磁基台、吸磁旋钮、松紧轴套和旋转锁定旋钮，所述吸磁基台设置在所述基板表面，所述吸磁旋钮设在所述吸磁基台的一侧并用于控制所述吸磁基台与所述基板的吸附与分离，所述松紧轴套通过所述旋转锁定旋钮活动连接在所述吸磁基台上，所述导杆的下端套设于所述松紧轴套中，通过所述旋转锁定旋钮可调节所述导杆的位姿和松紧状态。

上述进一步方案的有益效果是：通过吸磁基台与基板的磁场效应，并通过吸磁旋钮的调节，实现吸磁基台与基板的吸附与分离，方便吸磁基台的固定和便携式使用，通过旋转锁定旋钮可以调节松紧轴套的松紧，进而调节导杆的松紧状态，当松紧轴套调松后，可调节导杆的位姿和松紧状态，例如导杆的长度和导杆在竖直平面内的偏转方向，方便确定标定工装基坐标系和调节标定工装不同的标定姿态，便于对机器人基坐标系的标定。