[发明专利]标定杆、重力加速度方向的标定系统及其标定方法

说明书

本申请公开了一种标定杆、重力加速度方向的标定系统及其标定方法。该标定杆包括：安装部，至少包括一安装面；连接杆，连接杆的第一端连接安装部，连接杆与安装面垂直；水平仪，连接杆的第二端连接水平仪，水平仪用于判断连接杆与水平面是否垂直。本申请的标定杆结构简单，利用该标定杆对重力加速度方向进行标定的操作方法简单，可以在短时间内完成重力加速度方向的标定，且成本较低。

技术领域

本申请涉及机器人领域，特别是涉及一种标定杆、重力加速度方向的标定系统及其标定方法。

背景技术

在实现工业机器人拖动示教功能时，需要应用动力学算法计算平衡机器人本体及负载的重力矩所需要的各轴电机的输出力矩。考虑到机器人有可能不是安装在与地面水平的平面，而是安装在与地面平面成一个角度的平面(例如壁装，倒装)，此时重力加速度方向与机器人基础坐标系Z轴方向不再重合，所以控制系统需要知道重力加速度方向在机器人基础坐标系中的向量。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种标定杆、重力加速度方向的标定系统以及标定方法，本申请的标定杆结构简单，而且利用该标定杆对重力加速度方向进行标定的操作方法简单，可以在短时间内完成重力加速度方向的标定，且成本较低，有利于节省工业成本。

为解决上述技术问题，本申请采用的第一个技术方案是：提供一种标定杆，该标定杆包括：安装部，至少包括一安装面；连接杆，连接杆的第一端连接安装部，连接杆与安装面垂直；水平仪，连接杆的第二端连接水平仪，水平仪用于判断连接杆与水平面是否垂直。

为解决上述技术问题，本申请采用的第二个技术方案是：提供一种机器人的重力加速度方向的标定系统，该标定系统包括上述任一实施例的标定杆、机器人本体以及控制器；机器人本体包括多个依次轴接/枢接的连接轴，标定杆的安装面与机器人本体的末端法兰连接；控制器与每一个连接轴耦接；控制器用于在通过水平仪检测到连接杆与水平面垂直时，获取每一个连接轴相对于各自坐标系的轴角度；依据每个连接轴的轴角度确定机器人的末端法兰坐标系到机器人的基础坐标系的变换矩阵；基于变换矩阵获取机器人重力加速度方向在机器人的基础坐标系下的向量；其中，机器人的重力加速度方向在机器人的基础坐标系下的向量为末端法兰坐标系的Z轴方向在基础坐标系的向量。

为解决上述技术问题，本申请采用的第三个技术方案是：提供一种机器人的重力加速度方向的标定方法，该标定方法包括当标定杆的连接杆垂直于水平仪，同时连接杆垂直于安装面，并通过水平仪检测到连接杆与水平面垂直时，获取机器人的每一个连接轴相对于各自坐标系的轴角度；其中，标定杆为上述任一实施例的标定杆；标定杆的安装面与机器人的末端法兰固定连接；依据每一个连接轴相对于各自坐标系的轴角度确定机器人的末端法兰坐标系与机器人的基础坐标系之间的变换矩阵；基于变换矩阵获取机器人重力加速度方向在机器人的基础坐标系下的向量；其中，机器人的重力加速度方向在机器人的基础坐标系下的向量为末端法兰坐标系的Z轴方向在基础坐标系的向量。

本申请的有益效果是：区别于现有技术，本申请的标定杆包括：安装部、连接杆以及水平仪；连接杆与安装部的安装面垂直连接，水平仪用于检测连接杆是否与水平面垂直，以确定机器人重力加速度方向在机器人的基础坐标系下的向量。本申请的标定杆结构简单，而且利用该标定杆对机器人的重力加速度方向进行标定的操作方法简单，可以在短时间内完成重力加速度方向的标定，且成本较低，有利于节省工业成本。

附图说明

图1是本申请标定杆一实施方式的结构示意图；

图2是本申请标定杆另一实施方式的结构示意图；

图3是本申请机器人的重力加速度方向的标定系统一实施方式的结构示意图；

图4是本申请机器人的重力加速度方向的标定方法一实施方式的流程示意图。

具体实施方式