[发明专利]一种机械臂水平方位角检测装置与方法

说明书

本发明涉及一种机械臂水平方位角检测装置与方法，包括检测平台，检测平台连接悬臂，悬臂连接待检测的机械臂，机械臂具有旋转装置，旋转装置水平布置，拉绳传感器位于旋转装置正下方设定距离处，俯仰角传感器固定在悬臂上且与旋转装置连接；通过俯仰角传感器获取的旋转装置的俯仰角，拉绳传感器获取的出线口坐标和出绳长度，得到旋转装置的水平方位角，即为机械臂的水平方位角。检测装置的结构简单，成本低廉。以旋转装置正下方布置已标定的拉绳传感器的方式来实现水平方位角的检测，计算过程简单便捷。

技术领域

本发明涉及角度检测领域，具体为一种机械臂水平方位角检测装置与方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

机器人的机械臂是执行任务所需动作的部件，机器人执行任务时不可避免的会产生对机械臂运动的偏差，例如位姿偏差、运动轨迹偏差等，此时需要精密的测量手段获取机器人信息，然后进行校准或检测评估。

对机械臂水平方向旋转角度的检测是机器人校准过程中的一环，而目前对于水平方向的旋转自动检测难度较大，且准确性不高，如果直接采用激光陀螺仪可以实现一定程度的高精度水平旋转测量，但是成本过高；磁罗盘法也是检测水平旋转角度的常用手段，但是磁罗盘本身受环境影响太大，且标定非常困难，特别是有金属存在的情况下，干扰就更加明显。通过视觉识别的手段也可以在某种程度上解决水平方向角的探测，但是在同时拥有俯仰角变化的情况下，二维相机的景深难以匹配，而三维相机识别成本过高。与此同时，机械臂由于是复杂的运动部件，水平方向旋转产生的水平方位角变化往往伴随着垂直俯仰角变化，已有的检测方法往往依赖成本极高的方式实现检测，无法在确保检测精度下降低成本。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种机械臂水平方位角检测装置，在机械臂的旋转装置上安装俯仰角传感器，旋转装置正下方设定距离处安装拉绳传感器，通过简单的数据处理过程即可实现机械臂水平方位角的检测。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面提供一种机械臂水平方位角检测装置，包括检测平台，检测平台连接悬臂，悬臂连接待检测的机械臂，机械臂具有旋转装置，旋转装置水平布置，拉绳传感器位于旋转装置正下方设定距离处，俯仰角传感器固定在悬臂上且与旋转装置连接；

通过俯仰角传感器获取的旋转装置的俯仰角，拉绳传感器获取的出线口坐标和出绳长度，得到旋转装置的水平方位角，即为机械臂的水平方位角。

检测平台包括连接在一起的立柱与底座，立柱垂直布置，立柱与悬臂相互垂直。悬臂水平布置。悬臂的末端连接待检测的机械臂，机械臂局具有旋转装置。

旋转装置位于机械臂末端，是机械臂末端的执行部件。

本发明的第二个方面提供基于上述装置实现机械臂水平方位角检测的方法，包括以下步骤：

旋转装置水平布置，以旋转装置的旋转轴心为基准调整为水平状态，获取旋转轴心的坐标，俯仰角传感器的初始角度；

旋转装置正下方布置已标定的拉绳传感器，获取拉绳传感器出线口的坐标,获取拉绳传感器拉绳头坐标；

旋转装置动作，通过俯仰角传感器获取旋转装置的俯仰角α，通过拉绳传感器获取出绳长度Ls；

通过上述参数计算得到水平方位角θ。

水平方位角θ采取下式计算，具体为：

其中，M为拉绳传感器与检测平台立柱之间水平方向的距离，d为拉绳传感器出线口与悬臂之间垂直方向的距离。

与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：