本实用新型专利技术提供了一种机械臂的位姿误差的检测装置，利用位姿调整机构带动摄像头在X向、Y向、Z向两两形成的平面内以及绕X向、Y向、Z向旋转，可以实现各个自由度上均匀、连续移动，理论上可以检测机械臂运动空间内的任意点位，打破了对检测点位数量的限制，减少了检测的时间和检测人员的工作量；位姿调整机构能够调整摄像头的位置和姿态，从而可实现机械臂的位置和姿态的同步检测；位姿检测机构可实时获取所述摄像头的位姿并反馈给控制器以进行反馈调节，控制器通过闭环控制使得摄像头移动至设定位姿，通过提高位姿调整机构的移动精度从而提高了检测精度。高了检测精度。高了检测精度。
【技术实现步骤摘要】
机械臂的位姿误差的检测装置
[0001]本技术涉及机器人
，尤其涉及一种机械臂的位姿误差的检测装置。
技术介绍
[0002]随着自动化技术的快速发展，机械自动化技术已经逐渐应用于工业生产各个环节，机械自动化的标志之一——机械臂，是替代人工进行工件运输、加工及操作的主要设备之一。在上述应用场景中，机械臂运动的定位精度控制始终是需要重点解决的问题。
[0003]由于机械臂在其运动空间内可到达的点位理论上是无穷多个，目前的定位精度检测装置只能检测特殊的一些点位或者有限的点位，当大量点位需要检测时，工作量非常巨大；并且，由于是手动改变机械臂到达的点位，所以无法实现连续、大量的点位精度检测；而且，现有的位姿误差检测装置只能检测到机械臂的位置误差，无法检测到机械臂的姿态误差。
技术实现思路
[0004]本技术的目的在于提供一种机械臂的位姿误差的检测装置，能够自动检测机械臂的位姿。
[0005]为了达到上述目的，本技术提供了一种机械臂的位姿误差的检测装置，包括位姿调整机构、位姿检测机构、摄像头及控制器；
[0006]所述摄像头设置于所述位姿调整机构上，所述位姿调整机构带动所述摄像头在X向、Y向、Z向两两形成的平面内平移以及绕X向、Y向、Z向旋转；
[0007]所述位姿检测机构用于实时获取所述摄像头的位姿信息并反馈给所述控制器；
[0008]所述控制器根据所述位姿信息控制所述位姿调整机构的运动，以将所述摄像头移动至设定位姿。
[0009]可选的，所述位姿调整机构包括位置调整模块及姿态调整模块，所述姿态调整模块设置于所述位置调整模块上，所述位置调整模块带动所述姿态调整模块在X向、Y向及Z向两两形成的平面内平移，所述摄像头设置于所述姿态调整模块上，所述姿态调整模块带动所述摄像头绕X向、Y向、Z向旋转。
[0010]可选的，所述位置调整模块包括第一位置调整单元、第二位置调整单元及第三位置调整单元，所述第一位置调整单元绕Z向旋转，所述第二位置调整单元设置于所述第一位置调整单元上并在Z向平移，所述第三位置调整单元设置于所述第二位置调整单元上并在X向平移；
[0011]所述姿态调整模块包括第一姿态调整单元、第二姿态调整单元及第三姿态调整单元，所述第一姿态调整单元设置于所述第三位置调整单元上并绕Z向旋转，所述第二姿态调整单元设置于所述第一姿态调整单元上并绕Y向旋转，所述第三姿态调整单元设置于所述第二姿态调整单元上并绕X向旋转，所述摄像头设置于所述第三姿态调整单元上。
[0012]可选的，所述第二位置调整单元及第三位置调整单元分别为沿X向和Y向设置的丝
杠滑块导轨。
[0013]可选的，所述位姿检测机构通过检测所述位姿调整机构在每个自由度上的位置以得到所述摄像头的位姿，所述位姿调整机构的自由度包括所述第一位置调整单元绕Z向旋转、所述第二位置调整单元在Z向平移、所述第三位置调整单元在X向平移、所述第一姿态调整单元绕Z向旋转、所述第二姿态调整单元绕Y向旋转以及所述第三姿态调整单元绕X向旋转的自由度。
[0014]可选的，所述第一位置调整单元、第二位置调整单元、第三位置调整单元、第一姿态调整单元、第二姿态调整单元及第三姿态调整单元均包括驱动电机，所述位姿检测机构包括若干位移检测单元及若干角度检测单元；
[0015]所述位移检测单元对应设置于所述第二位置调整单元及所述第三位置调整单元上，以测量所述第二位置调整单元及所述第三位置调整单元平移的距离；
[0016]所述角度检测单元对应设置于所述第一位置调整单元、第一姿态调整单元、第二姿态调整单元及第三姿态调整单元的驱动电机上，以测量所述第一位置调整单元、第一姿态调整单元、第二姿态调整单元及第三姿态调整单元旋转的角度。
[0017]可选的，所述位移检测单元包括光栅尺。
[0018]可选的，所述角度检测单元包括编码器。
[0019]可选的，所述驱动电机为减速电机。
[0020]可选的，还包括底盘，所述位姿调整机构设置于所述底盘上。
[0021]本技术提供的机械臂的位姿误差的检测装置具有如下有益效果：
[0022]1)利用位姿调整机构带动摄像头在X向、Y向、Z向两两形成的平面内平移以及绕X向、Y向、Z向旋转，可以实现各个自由度上均匀、连续移动，理论上可以检测机械臂运动空间内的任意点位，打破了对检测点位数量的限制，减少了检测的时间和检测人员的工作量；
[0023]2)位姿调整机构可带动摄像头在X向、Y向、Z向两两形成的平面内平移以及绕X向、Y向、Z向旋转，相当于能够调整摄像头的位置和姿态，从而可实现机械臂的位置和姿态的同步检测；
[0024]3)位姿检测机构可实时获取所述摄像头的位姿信息并反馈给控制器以进行反馈调节，控制器根据位姿信息进行闭环控制，使得摄像头移动至设定位姿，通过提高位姿调整机构的移动精度从而提高了检测精度；
[0025]4)位姿调整机构中的位置调整单元可采用高精度、小导程的丝杠滑块导轨，驱动电机可采用大减速比的减速电机，从而进一步提高了位姿调整机构的移动精度；
[0026]5)位姿检测机构可采用编码器及光栅尺来进行位姿检测，可提高位姿检测的精度。
附图说明
[0027]图1为本技术实施例提供的机械臂的位姿误差的检测装置的结构示意图；
[0028]图2为本技术实施例提供的姿态调整模块的结构示意图；
[0029]图3为本技术实施例提供的机械臂的位姿误差的检测方法的流程图；
[0030]图4为本技术实施例提供的机械臂的位姿误差的检测系统的结构示意图；
[0031]图5为本技术实施例提供的机械臂的位姿误差的检测方法的另一流程图；
[0032]图6a-图6f为本技术实施例提供的机械臂在不同位姿误差下拍摄到的原始图像及图像特征的示意图；
[0033]图7为本技术实施例提供的机械臂的位姿误差的检测方法的又一流程图；
[0034]其中，附图标记为：
[0035]100-底盘；
[0036]200-位姿调整机构；210-位置调整模块；211-第一位置调整单元；212-第二位置调整单元；213-第三位置调整单元；220-姿态调整模块；221-第一姿态调整单元；222-第二姿态调整单元；223-第三姿态调整单元；
[0037]300-摄像头；
[0038]400、500-控制器；
[0039]600-上位机；
[0040]700-机械臂；701-执行器末端；
[0041]800-标定板；
[0042]001a、001b、001c、001d、001f、001g、001h-原始图像；002a、002b、002c、002d、002e、002f、002g、002h-图像特征；003-理想标定板图像；
[0043]a01、a02、b01、b02-理想标定板图像的边长；本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种机械臂的位姿误差的检测装置，其特征在于，包括位姿调整机构、位姿检测机构、摄像头及控制器；所述摄像头设置于所述位姿调整机构上，所述位姿调整机构带动所述摄像头在X向、Y向、Z向两两形成的平面内平移以及绕X向、Y向、Z向旋转；所述位姿检测机构用于实时获取所述摄像头的位姿信息并反馈给所述控制器；所述控制器根据所述位姿信息控制所述位姿调整机构的运动，以将所述摄像头移动至设定位姿。2.如权利要求1所述的机械臂的位姿误差的检测装置，其特征在于，所述位姿调整机构包括位置调整模块及姿态调整模块，所述姿态调整模块设置于所述位置调整模块上，所述位置调整模块带动所述姿态调整模块在X向、Y向及Z向两两形成的平面内平移，所述摄像头设置于所述姿态调整模块上，所述姿态调整模块带动所述摄像头绕X向、Y向、Z向旋转。3.如权利要求2所述的机械臂的位姿误差的检测装置，其特征在于，所述位置调整模块包括第一位置调整单元、第二位置调整单元及第三位置调整单元，所述第一位置调整单元绕Z向旋转，所述第二位置调整单元设置于所述第一位置调整单元上并在Z向平移，所述第三位置调整单元设置于所述第二位置调整单元上并在X向平移；所述姿态调整模块包括第一姿态调整单元、第二姿态调整单元及第三姿态调整单元，所述第一姿态调整单元设置于所述第三位置调整单元上并绕Z向旋转，所述第二姿态调整单元设置于所述第一姿态调整单元上并绕Y向旋转，所述第三姿态调整单元设置于所述第二姿态调整单元上并绕X向旋转，所述摄像头设置于所述第三姿态调整单元上。4.如权利要求3所述的机械臂的位姿误差的检测装置，其特征在于，所述第二位置调整单元及第三位置调整单元分别为...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐洪亮，吕文尔，
申请(专利权)人：上海微创医疗器械集团有限公司，
类型：新型
国别省市：
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