專(zhuān)利名稱(chēng)：一種多關(guān)節(jié)機(jī)械手詢(xún)零裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械手技術(shù)領(lǐng)域，具體地講，是指一種多關(guān)節(jié)機(jī)械手詢(xún)零裝置及方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的機(jī)械手是采用絕對(duì)編碼器，在機(jī)械手上電后，通過(guò)絕對(duì)編碼器獲得機(jī)械手各關(guān)節(jié)位置信息，從而計(jì)算出機(jī)械手各連桿的位置與姿態(tài)。這種方式，碼盤(pán)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且成本聞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種多關(guān)節(jié)機(jī)械手詢(xún)零裝置及方法，其能實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械手的高精度控制。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種多關(guān)節(jié)機(jī)械手詢(xún)零裝置，其包括碼盤(pán)、譯碼器、驅(qū)動(dòng)器、通信模塊及機(jī)器人控制器，所述的譯碼器位置固定，所述的碼盤(pán)相對(duì)所述的譯碼器轉(zhuǎn)動(dòng)，所述的譯碼器將信息輸出到所述的驅(qū)動(dòng)器中，所述的通信模塊設(shè)于所述的驅(qū)動(dòng)器中，所述的機(jī)器人控制器與所述的通信模塊相連，所述的碼盤(pán)上設(shè)有Z刻線，所述的碼盤(pán)、譯碼器及驅(qū)動(dòng)器各為兩個(gè)。優(yōu)選地，上述的碼盤(pán)上還設(shè)有增量碼刻線，所述的增量碼刻線設(shè)于所述的碼盤(pán)的邊緣一圈，所述的Z刻線設(shè)于所述的碼盤(pán)的圓周上。優(yōu)選地，上述的增量碼刻線及Z刻線刻蝕在所述的碼盤(pán)上。優(yōu)選地，上述的通信模塊為CAN通信模塊，其設(shè)有四個(gè)，其中兩個(gè)相互連接，其中一個(gè)與所述的機(jī)器人控制器的通信模塊相連。一種利用上述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手詢(xún)零裝置的詢(xún)零方法，在機(jī)械手的手臂縮回安全位置時(shí)，機(jī)器人的控制器發(fā)出詢(xún)零命令，所述的碼盤(pán)跟隨所述的電機(jī)轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，當(dāng)所述的譯碼器檢測(cè)到所述的碼盤(pán)的Z刻線時(shí)，在所述的驅(qū)動(dòng)器中將增量碼值清零，清零后，程序控制所述的譯碼器得到兩次Z刻線的信號(hào)，所述的機(jī)器人的控制器得到兩碼盤(pán)的相對(duì)位置關(guān)系，由此計(jì)算機(jī)械手當(dāng)前的位置與姿態(tài)。優(yōu)選地，上述的碼盤(pán)至少要經(jīng)過(guò)譯碼器兩次，以使譯碼器得到兩個(gè)以上的Z刻線的信號(hào)。采用上述技術(shù)方案后，使用時(shí)，本發(fā)明是利用碼盤(pán)、譯碼器、驅(qū)動(dòng)器、機(jī)器人控制器相配合獲得機(jī)械手關(guān)節(jié)姿態(tài)；且在直驅(qū)機(jī)械手中使用CAN總線構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)化控制；本發(fā)明利用增量碼盤(pán)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手的高精度控制，降低了機(jī)械手成本，具有性?xún)r(jià)比的優(yōu)點(diǎn)；另外，本發(fā)明，直驅(qū)機(jī)械手使用增量碼盤(pán)獲得絕對(duì)位置，在多關(guān)節(jié)機(jī)械手詢(xún)零過(guò)程中旋轉(zhuǎn)多圈，以保證基準(zhǔn)唯一。


圖1是本發(fā)明詢(xún)零裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明詢(xún)零過(guò)程中，兩碼盤(pán)的狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。參考圖1所示，本發(fā)明公開(kāi)了一種多關(guān)節(jié)機(jī)械手詢(xún)零裝置，其包括碼盤(pán)1、譯碼器
2、驅(qū)動(dòng)器3、通信模塊及機(jī)器人控制器5，其中:碼盤(pán)I上設(shè)有增量碼刻線11及Z刻線12，增量碼刻線11刻蝕在碼盤(pán)I的邊緣一圈，Z刻線12刻蝕在碼盤(pán)I的圓周上。譯碼器2，其位置固定，用于讀取碼盤(pán)I上的增量碼刻線11及Z刻線12，且譯碼器2將信號(hào)傳輸給驅(qū)動(dòng)器3。在本實(shí)施例中，碼盤(pán)I設(shè)有兩個(gè)。對(duì)應(yīng)的，譯碼器2也設(shè)有兩個(gè)。在本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器3設(shè)有兩個(gè)，分別兩譯碼器2相連。驅(qū)動(dòng)器3上設(shè)有四個(gè)CAN通信模塊，其中兩個(gè)通信模塊41、42相連，其中一個(gè)通信模塊43與機(jī)器人控制器5的通信模塊51相連。在使用時(shí)，本詢(xún)零裝置是用在機(jī)械手上，該機(jī)械手為兩軸直驅(qū)真空機(jī)械手，即直驅(qū)型SCARA手，電機(jī)與機(jī)械手之間的減速比為1，這樣機(jī)械手的位姿與碼盤(pán)I的單圈內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度之間就是一一對(duì)應(yīng)的。在直驅(qū)機(jī)械手上電后，在程序的控制下，機(jī)械手自動(dòng)縮回到安全位置，在回到安全位置后，縮回運(yùn)動(dòng)結(jié)束。之后驅(qū)動(dòng)器3通過(guò)CAN通信模塊43通知機(jī)器人控制器5，手臂已縮回到安全位置，機(jī)器人控制器5在接收到縮回信號(hào)后，發(fā)出機(jī)器人詢(xún)零命令，機(jī)械手開(kāi)始詢(xún)零動(dòng)作。詢(xún)零過(guò)程中，兩軸機(jī)械手的電機(jī)開(kāi)始同步旋轉(zhuǎn)，與此同時(shí)碼盤(pán)I也跟隨電機(jī)轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，器件驅(qū)動(dòng)器3根據(jù)AB相得碼盤(pán)值獲得電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向和角度，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，碼盤(pán)的Z刻線12將先后經(jīng)過(guò)譯碼器2，當(dāng)譯碼器2檢測(cè)到Z刻線12時(shí)，在驅(qū)動(dòng)器3中將增量碼值置為零，由于譯碼器2的位置是固定的，因此在驅(qū)動(dòng)器將增量碼值清零之后，其碼盤(pán)值便是碼盤(pán)I相對(duì)于譯碼器2的旋轉(zhuǎn)角度，為了在機(jī)械手詢(xún)零過(guò)程中基準(zhǔn)唯一，通過(guò)程序控制其中一個(gè)譯碼器2得到兩次Z刻線12的信號(hào)，詢(xún)零過(guò)程才結(jié)束，對(duì)于兩軸直驅(qū)機(jī)械手來(lái)說(shuō)，可以避免在詢(xún)零結(jié)束后出現(xiàn)兩個(gè)基準(zhǔn)，可以減小控制器中的計(jì)算量。詢(xún)零過(guò)程結(jié)束后，參考圖2所示，控制器5便可以得到兩碼盤(pán)I的相對(duì)位置關(guān)系，以此便可計(jì)算出機(jī)械手當(dāng)前的位置與姿態(tài)，進(jìn)而進(jìn)行后續(xù)的控制。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種多關(guān)節(jié)機(jī)械手詢(xún)零裝置，其特征在于:其包括碼盤(pán)、譯碼器、驅(qū)動(dòng)器、通信模塊及機(jī)器人控制器，所述的譯碼器位置固定，所述的碼盤(pán)相對(duì)所述的譯碼器轉(zhuǎn)動(dòng)，所述的譯碼器將信息輸出到所述的驅(qū)動(dòng)器中，所述的通信模塊設(shè)于所述的驅(qū)動(dòng)器中，所述的機(jī)器人控制器與所述的通信模塊相連，所述的碼盤(pán)上設(shè)有Z刻線，所述的碼盤(pán)、譯碼器及驅(qū)動(dòng)器各為兩個(gè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手詢(xún)零裝置，其特征在于:所述的碼盤(pán)上還設(shè)有增量碼刻線，所述的增量碼刻線設(shè)于所述的碼盤(pán)的邊緣一圈，所述的Z刻線設(shè)于所述的碼盤(pán)的圓周上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手詢(xún)零裝置，其特征在于:所述的增量碼刻線及Z刻線刻蝕在所述的碼盤(pán)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手詢(xún)零裝置，其特征在于:所述的通信模塊為CAN通信模塊，其設(shè)有四個(gè)，其中兩個(gè)相互連接，其中一個(gè)與所述的機(jī)器人控制器的通信模塊相連。
5.一種利用權(quán)利要求1 4任一所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手詢(xún)零裝置的詢(xún)零方法，其特征在于:機(jī)械手的手臂縮回安全位置時(shí)，機(jī)器人的控制器發(fā)出詢(xún)零命令，所述的碼盤(pán)跟隨所述的電機(jī)轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，當(dāng)所述的譯碼器檢測(cè)到所述的碼盤(pán)的Z刻線時(shí)，在所述的驅(qū)動(dòng)器中將增量碼值清零，清零后，程序控制所述的譯碼器得到兩次Z刻線的信號(hào)，所述的機(jī)器人的控制器得到兩碼盤(pán)的相對(duì)位置關(guān)系，由此計(jì)算機(jī)械手當(dāng)前的位置與姿態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手詢(xún)零方法，其特征在于:所述的碼盤(pán)至少要經(jīng)過(guò)譯碼器兩次，以使譯碼器得到兩個(gè)以上的Z刻線的信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種多關(guān)節(jié)機(jī)械手詢(xún)零裝置及方法，該詢(xún)零裝置，包括碼盤(pán)、譯碼器、驅(qū)動(dòng)器、通信模塊及機(jī)器人控制器，譯碼器位置固定，碼盤(pán)相對(duì)譯碼器轉(zhuǎn)動(dòng)，譯碼器將信息輸出到驅(qū)動(dòng)器中，通信模塊設(shè)于所述的驅(qū)動(dòng)器中，機(jī)器人控制器與通信模塊相連，碼盤(pán)上設(shè)有Z刻線，碼盤(pán)、譯碼器及驅(qū)動(dòng)器各為兩個(gè)。本發(fā)明是利用碼盤(pán)、譯碼器、驅(qū)動(dòng)器、機(jī)器人控制器相配合獲得機(jī)械手關(guān)節(jié)姿態(tài)；且在直驅(qū)機(jī)械手中使用CAN總線構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)化控制；本發(fā)明利用增量碼盤(pán)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手的高精度控制，降低了機(jī)械手成本，具有性?xún)r(jià)比的優(yōu)點(diǎn)；另外，本發(fā)明，直驅(qū)機(jī)械手使用增量碼盤(pán)獲得絕對(duì)位置，在多關(guān)節(jié)機(jī)械手詢(xún)零過(guò)程中旋轉(zhuǎn)多圈，以保證基準(zhǔn)唯一。
文檔編號(hào)B25J13/08GK103192395SQ201210003718
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2012年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月6日
發(fā)明者楊奇峰, 徐方, 曲道奎, 褚明杰, 賈凱, 於曉龍, 劉一恒, 陳廷輝 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司