[发明专利]一种仪表自动检定系统量程调节方法

权利要求书

1.一种仪表自动检定系统量程调节方法，其特征是：包括以下步骤：

步骤1：通过人工放置电力仪表，通过仪表固定模块控制电动执行器和气动执行器夹紧仪表；

步骤2：采用垫高片和盖板的方式来调整仪表高度差，垫高片以及盖板通过穿口螺丝与检定系统固定到一起，通过调节垫高片和盖板间的螺丝高度来消除仪表上下两端的高度差；

步骤3：待电动执行器以及气动执行器复位成功并且消除仪表两端高度差之后，将仪表放置在检定工位中，开始固定仪表；

步骤4：检定系统根据要检定的仪表型号选择的插针模板，利用检测机器人的夹爪将固定在插针端子插入到仪表对应的线孔内部，待仪表检定完成后拆线动作与此相反，即利用机械臂和夹爪将仪表端子放回到插针固定台上；

步骤5：通过检测机器人的机械臂带动敞开的夹爪放置到量程旋钮正上方，此时闭合夹爪，检定系统根据返回信号启动标准源进行量程的输入，对仪表进行检定；

步骤6：当仪表检定完成后，对仪表量程进行调节。

2.根据权利要求1所述的一种仪表自动检定系统量程调节方法，其特征是：所述步骤1具体为：

电动执行器与气动执行器分别进行复位均处于最大量程状态，电缸控制器的控制方式为IO量控制，通过对控制接口不同的控制线输入IO信号执行不同的工作模式；气动执行器复位方式是利用电磁阀的通断实现空气泵对气缸的进排气，进而达到开合；待两个执行器均完成复位操作后，电缸通过控制器的对应引脚线会返回一个IO量信号告诉系统电动执行器已复位完成，而由于气动执行器没有自带的反馈信息，因此需要在气缸的孔槽内部安装相应的电磁开关，利用气缸往返运动时伸缩轴轴触碰到电磁开关来作为反馈信号确定检定系统复位成功。

3.根据权利要求1所述的一种仪表自动检定系统量程调节方法，其特征是：所述步骤5仪表检定过程具体为：建立手眼标定模型，机械臂的运动信息由空间XYZ坐标和表征姿态信息的Q向量两部分组成，其组成为[X,Y,Z]，[Q₁,Q₂,Q₃,Q₄]，其中，[X,Y,Z]表示机械臂末端在工具坐标系中的三维坐标；[Q₁,Q₂,Q₃,Q₄]为表征末端执行器姿态信息的四元数；

当标定板上存在一点Q_t，当机械臂处于位姿i时，通过下式表示摄像机坐标系下的坐标

其中，^cT_tⁱ表示机械臂在位姿i处标定板位置到摄像机坐标系之间对应的几何关系；

通过下式表示Q_t点在已标定好的工具坐标系下的坐标

其中，^hT_c为机械臂工具坐标系与摄像机坐标系之间对应的几何关系，

通过下式表示Q_t点在机械臂处于位姿i时，基坐标系下的坐标为

其中，表示末端工具坐标系到机械臂基坐标系之间对应的几何关系；

根据和得到下式：

通过下式表示当机械臂处于位姿j时坐标：

其中，A通过读取机械臂在不同位姿点时示教器的示数计算得到，B可通过机械臂在不同位姿点时分别计算得到的相机的外参数计算得到，最终求出相机坐标和机械臂坐标之间的转换关系；

通过分离求解法依次求出旋转矩阵R和平移向量T，通过下式表示旋转矩阵R和平移向量T

将旋转矩阵转换为旋转向量，通过下式表示旋转向量r_hij和r_cij：

r_hij＝rodrigues(R_hij)

r_cij＝rodrigues(R_cij)

旋转矩阵和旋转向量进行归一化处理，通过下式表示归一化后的结果：

θ_hij＝||r_hij||₂

θ_cij＝||r_cij||₂

根据归一化后的结果，得到姿态变化，通过下式表示姿态变化：

计算初始的旋转向量，通过下式表示初始的旋转向量：

skew(P_hij+P_cij)P_c'_h＝P_cij-P_cij

其中，skew为反对称运算；

对于一个三维向量V＝[x,y,z]，通过下式表示反对称矩阵为：

计算修正后的旋转向量P_ch，通过下式表示P_ch：

得到旋转向量后，将其转换为旋转矩阵，通过下式表示旋转矩阵：

根据计算得到的R_ch确定平移向量t_ch，通过下式表示t_ch：

(R_hij-I)t_ch＝R_cht_cij-t_hij

完成手眼标定后，得到了相机坐标系与工具坐标系之间的对应几何关系。

4.根据权利要求1所述的一种仪表自动检定系统量程调节方法，其特征是：所述步骤6具体为：

通过机械臂末端夹爪对数字式万用表量程进行切换，通过旋转万用表旋钮完成切换，或者是对于同一测量量程的交直流测量，当同一量程的交直流测量需要通过机械臂末端夹爪进行按动式动作对切换交直流电压和交直流电流，在调节量程过程中，机械臂带动敞开的夹爪放置到量程旋钮正上方，此时闭合夹爪，根据检定需要旋转机械臂末端法兰使仪表对应到相应的量程，此时反馈至系统，系统根据返回信号启动标准源进行量程的输入，此时机械臂带动夹爪离开万用表的量程旋钮，将配有光源的相机放置到仪表屏幕正上方开始拍照与识别功能，待此量程检定完之后开始重复上述步骤切换至下一量程在进行拍照与识别直至所有量程均检定完成之后，此时机械臂末端夹爪将万用表量程旋钮拧至初始的“OFF”状态，关闭万用表，标准源停止输出，电路切换板关闭对应接口通道，机械臂提升至初始位置，结束量程调节流程。