[发明专利]双臂协作机械臂设备的位姿标定工具和标定方法

说明书

本申请提供了一种双臂协作机械臂设备的位姿标定工具，用于对双臂协作机械臂设备的第一机械臂和第二机械臂的位置和姿态进行标定，其中，第一机械臂和第二机械臂的末端具有工具法兰，所述工具法兰用于根据需要而安装工具；所述位姿标定工具包括：标定板，包括第一孔、第二孔、第三孔；针状工具，包括盘状基座和垂直于盘状基座的针状体，所述盘状基座用于被固定到第一机械臂或第二机械臂的末端的工具法兰上，针状工具的针状体用于被依次插入到标定板的第一孔、第二孔、第三孔中。

技术领域

本发明提供一种双臂协作搬运物体过程中两机械臂位置和姿态标定的技术。

背景技术

随着社会进步和科学技术的不断发展变化，机器人在各行各业应用不断广泛和深入，作业环境与任务要求更具个性化、定制化、复杂化和多样性。传统的单机械臂工作模式对任务适应性存在不足，局限性愈发凸显，有的应用场合往往开始采用两个甚至多个机械臂实现单机械臂难以甚至无法实现的功能，其中双臂协作是较为常见的，其基座之间的位置和姿态关系的准确确立十分关键。

常见的双臂协作应用场景中，往往是将两个机械臂安装于同一加工零件上，两机械臂底座基坐标系关系，由零件加工孔位的位置确定，这种方式的缺点是两机械臂位置关系不能轻易改变，缺乏灵活性；更改位置关系需要重新加工零件。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供了一种双臂协作机械臂设备的位姿标定工具和标定方法，则主要针对无加工零件场合，或两机械臂分别安装于两块安装底座场合，能快速布置于工作环境。

本发明以双机械臂协作为应用场景，重点确定双臂协作机械臂设备中协作的两个机械臂之间的位置和姿态关系。

本申请提供了一种双臂协作机械臂设备的位姿标定工具，用于对双臂协作机械臂设备的第一机械臂和第二机械臂的位置和姿态进行标定，其中，第一机械臂和第二机械臂的末端具有工具法兰，所述工具法兰用于根据需要而安装工具；

所述位姿标定工具包括：

标定板，包括第一孔、第二孔、第三孔；

针状工具，包括盘状基座和垂直于盘状基座的针状体，所述盘状基座用于被固定到第一机械臂或第二机械臂的末端的工具法兰上，针状工具的针状体用于被依次插入到标定板的第一孔、第二孔、第三孔中。

根据本申请的一个实施例，其中，第一机械臂和第二机械臂为六轴机械臂。

根据本申请的一个实施例，其中，针状体末端的尖部呈圆锥状，尖部直径为0.1mm，针状体具有杆部，杆部长度为150mm。

根据本申请的一个实施例，其中，第一孔与第二孔之间的连线垂直于第一孔与第三孔之间的连线。

本申请还提供了一种双臂协作机械臂设备的位姿标定方法，采用上述位姿标定工具，所述方法包括：

S1：移动第一机械臂，使安装于第一机械臂末端上的针状工具的针状体依次插入到标定板上的第一孔P1、第二孔P2、第三孔P3，分别读取第一孔P1、第二孔P2、第三孔P3在第一机械臂基坐标系下的位置值；

S2：移动第二机械臂，使安装于第二机械臂末端上的针状工具的针状体依次插入到标定板上的第一孔P1、第二孔P2、第三孔P3，分别读取第一孔P1、第二孔P2、第三孔P3在第二机械臂基坐标系下的位置值；

S3：利用第一孔P1、第二孔P2、第三孔P3在第一机械臂基坐标系下的位置值建立第一标定板坐标系，以第一孔P1的位置为原点，得到第一旋转矩阵；

S4：利用第一孔P1、第二孔P2、第三孔P3在第二机械臂基坐标系下的位置值建立第二标定板坐标系，以第一孔P1的位置为原点，得到第二旋转矩阵；

S5：通过第一旋转矩阵和第二旋转矩阵求得第二机械臂到第一机械臂的齐次变换矩阵。