机械臂定位精度及动态响应测量方法及测量装置制造方法及图纸

一种机械臂定位精度及动态响应测量方法及测量装置。所述方法包括沿第一及第二初始参照路径分别投射第一及第二激光束至处于初始待测位置的目标物，第一及第二初始参照路径分别由第一及第二初始定位标识标定。将目标物置于后续待测位置，沿第一及第二后续参照路径分别投射第一及第二激光束于处于后续待测位置的该目标物，第一及第二后续参照路径分别由第一及第二后续定位标识标定。基于与第一及第二初始参照位置、与第一及第二后续参照位置分别对应的第一及第二初始定位标识、第一及第二后续定位标识以及第一激光束与第二激光束之间的夹角，获得后续待测位置与初始待测位置之间的偏差标识。的偏差标识。的偏差标识。

【技术实现步骤摘要】
机械臂定位精度及动态响应测量方法及测量装置


[0001]本专利技术涉及一种定位精度测量方法、动态响应测量方法及测量装置，具体涉及一种机械臂定位精度测量方法、机械臂动态响应测量方法及测量装置。

技术介绍

[0002]微型机器人被广泛应用于空间狭小、操作对象小且定位精度要求高的工作环境，例如微创手术、精密加工等。为了提供微型机器人在狭小空间所需的操作精度，需要确定微型机器人系统中机械臂的重复定位精度以及重复定位精度的测量方法及装置。

技术实现思路

[0003]根据一方面，本申请提供一种机械臂定位精度测量方法。所述方法包括：沿第一初始参照路径投射第一激光束至处于初始待测位置的目标物，其中所述第一初始参照位置由第一初始定位标识定位；沿第二初始参照路径投射第二激光束于处于初始待测位置的所述目标物，其中所述第二初始参照位置由第二初始定位标识定位。之后将目标物置于后续待测位置，并沿第一后续参照路径投射该第一激光束于处于后续待测位置的目标物，其中所述第一后续参照位置由第一后续定位标识定位。同时地或依序地，沿第二后续参照路径投射该第二激光束于处于后续待测位置的该目标物，其中第二后续参照位置由第二后续定位标识定位。基于该第一初始定位标识、第二初始定位标识、第一后续定位标识、第二初始定位标识及第一激光束与第二激光束之间的夹角，获得后续待测位置与初始待测位置之间的偏差标识。
[0004]根据一个优选方案，第一后续参照路径与第一初始参照路径平行，第二后续参照路径与第二初始参照路径平行。第一初始定位标识及第一后续定位标识定义该第一后续参照路径与第一初始参照路径之间的第一平移距离。该第二初始定位标识及第二后续定位标识定义该第二后续参照路径与第二初始参照路径之间的第二平移距离。偏差标识可基于所述第一平移距离、所述第二平移距离、所述初始夹角及所述后续夹角获得。
[0005]根据一个替代方案，第一后续参照路径与所述第一初始参照路径之间形成第一扫描场角，第二后续参照路径与所述第二初始参照路径之间形成第二扫描场角。第一初始定位标识及第一后续定位标识定义第一后续参照路径与所述第一初始参照路径之间的第一角位移距离。第二初始定位标识及所述第二后续定位标识定义第二后续参照路径与所述第二初始参照路径之间的第二角位移距离。偏差标识可基于所述第一角位移距离、所述第二角位移距离、所述初始夹角及所述后续夹角获得。
[0006]优选地，根据本专利技术的机械臂定位精度测量方法还包括，基于系统偏差获得后续待测位置与初始待测位置之间的偏差标识，其中系统偏差由目标物在垂直于第一激光束及第二激光束方向上的宽度与第一激光束及第二激光束的激光束直径之间的差值获得，所述目标物的直径小于或等于所述第一激光束及所述第二激光束的直径。
[0007]优选地，根据本专利技术的机械臂定位精度测量方法还包括识别投射于第一背景物上
的第一激光束光斑及位于投射于第二背景物上的第二激光束光斑，以及分别移动发射第一激光束的第一激光源及发射第二激光束的第二激光源，以使得第一激光束及第二激光束分别投射于目标物。该第一背景物位于从第一激光源至目标物的延长线上，第二背景物位于从第一激光源至目标物的延长线上。
[0008]根据另一方面，本专利技术提供一种机械臂定位精度测量装置。根据一个实施例，本专利技术的机械臂定位精度测量装置包括基座、第一移动平台、第二移动平台、第一激光源及第二激光源。第一移动平台包括固定于基座第一位置的第一支座及可移动地耦接于第一支座的第一承载台。第二移动平台包括固定于基座第二位置的第二支座及可移动地耦接于第二支座的第二承载台。第一激光源固定于第一承载台，使得该第一激光源可相对于基座位移，从而由第一激光源发射的第一激光束在所述基座上方覆盖第一扫描区。第二激光源固定于第二承载台，使得该第二激光源可相对于基座位移，从而由第二激光源发射的第二激光束在基座上方覆盖第二扫描区。第二扫描区与所述第一扫描区重叠形成操作区。当第一激光束及第二激光束分别沿第一初始参照路径及第二初始参照路径投射于处于所述操作区中初始待测位置的目标物时，第一移动平台及第二移动平台分别提供对应于第一初始参照路径的第一初始定位标识及对应于第二初始参照路径的第二初始定位标识。当第一激光束及第二激光束分别沿第一后续参照路径及第二后续参照路径投射于处于操作区中后续待测位置的目标物时，第一移动平台及第二移动平台分别提供对应于第一后续参照路径的第一后续定位标识及对应于第二后续参照路径的第二后续定位标识。
[0009]优选地，根据本专利技术的机械臂定位精度测量装置还包括第一挡板及第二挡板。第一挡板位于第一扫描区且朝向第一激光源定位。第二挡板位于第二扫描区且朝向第二激光源定位。工作区位于第一激光源与第一挡板之间，并且工作区位于第二激光源与第二挡板之间。
[0010]根据一个优选方案，第一承载台可相对于第一支座沿平行于基座的第一水平方向平移、沿垂直于基座的第一竖直方向平移，或者，第一承载台可相对于第一支座既沿平行于基座的第一水平方向平移，又沿垂直于基座的第一竖直方向平移，以将第一激光束从第一初始参照路径平移至所述第一后续参照路径。第二承载台可相对于第二支座沿平行于基座的第二水平方向平移及/或沿垂直于基座的第二竖直方向平移，以将第二激光束从第二初始参照路径平移至第二后续参照路径。
[0011]根据一个替代方案，第一承载台可相对于第一支座沿垂直于基座的第一竖直轴方向平移及/或关于第一竖直轴转动，以将第一激光束从第一初始参照路径沿第一竖直轴方向平移及/或以第一竖直轴为轴转动至第一后续参照路径。第二承载台可相对于第二支座沿垂直于所述基座的第二竖直轴方向平移及/或关于第二竖直轴转动，以将第二激光束从第二初始参照路径沿第二竖直轴方向平移及/或以第二竖直轴为轴转动至第二后续参照路径。
[0012]根据又一方面，本专利技术提供一种机械臂动态响应测量方法。根据一个实施例，本专利技术的机械臂动态响应测量方法包括将机械臂从初始位置多次移动至目标位置，并多次获取机械臂的相应多组图像。基于机械臂的参考点的位置，本方法从所述多组图像中的每一组图像中分别获得相应的各个响应时间，以及根据各个响应时间中的最大值，获得机械臂的动态响应时间。
[0013]为了进一步说明本专利技术的技术方案，以下结合附图提供具体示例的详细描述。
附图说明
[0014]图1为根据本专利技术一个实施例的机械臂测量装置的立体示意图。
[0015]图2为图1所示机械臂测量装置及待测机械臂的立体示意图及局部放大图。
[0016]图3为图2的局部放大俯视图。
[0017]图4为图1所示装置进行机械臂位置测量时机械臂处于不同测量位置时的状态俯视图。
[0018]图5为图4局部部分5的放大示意图。
[0019]图6A为图2所示机械臂测量装置的激光束与目标球的相互位置及尺寸示意图。
[0020]图6B为根据本专利技术一个实施例的目标球及激光束设置主视及俯视示意图。
[0021]图6C为根据本专利技术另一实施例的目标球及激光束设置主视及俯视本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机械臂定位精度测量方法，其特征在于，所述方法包括：沿第一初始参照路径(1310)投射第一激光束(131)至处于初始待测位置(1240)的目标物(124)，其中所述第一初始参照路径由第一初始定位标识(1340)标定；沿第二初始参照路径(1410)投射第二激光束(141)至处于初始待测位置的所述目标物，所述第二初始参照路径与与所述第一初始参照路径之间形成初始夹角，其中所述第二初始参照路径由第二初始定位标识(1440)标定；将目标物置于后续待测位置；沿第一后续参照路径(1311)投射所述第一激光束于处于后续待测位置的所述目标物，其中所述第一后续参照路径由第一后续定位标识(1341)标定；沿第二后续参照路径(1411)投射所述第二激光束于处于后续待测位置的所述目标物，所述第二初始参照路径与与所述第一初始参照路径之间形成后续夹角，其中所述第二后续参照路径由第二后续定位标识(1441)标定；及基于所述第一初始定位标识、所述第一后续定位标识、所述第二初始定位标识、所述第二后续定位标识、所述初始夹角及所述后续夹角，获得所述后续待测位置与所述初始待测位置之间的偏差标识。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一后续参照路径与所述第一初始参照路径平行，所述第二后续参照路径与所述第二初始参照路径平行，其中所述第一初始定位标识及所述第一后续定位标识定义所述第一后续参照路径与所述第一初始参照路径之间的第一平移距离；所述第二初始定位标识及所述第二后续定位标识定义所述第二后续参照路径与所述第二初始参照路径之间的第二平移距离，所述偏差标识基于所述第一平移距离、所述第二平移距离、所述初始夹角及所述后续夹角获得。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一后续参照路径与所述第一初始参照路径之间形成第一扫描场角，所述第二后续参照路径与所述第二初始参照路径之间形成第二扫描场角，其中所述第一初始定位标识及所述第一后续定位标识定义所述第一后续参照路径与所述第一初始参照路径之间的第一角位移距离；所述第二初始定位标识及所述第二后续定位标识定义所述第二后续参照路径与所述第二初始参照路径之间的第二角位移距离，所述偏差标识基于所述第一角位移距离、所述第二角位移距离、所述初始夹角及所述后续夹角获得。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括基于系统偏差获得所述后续待测位置与所述初始待测位置之间的偏差标识，其中所述系统偏差由所述目标物在垂直于所述第一激光束及所述第二激光束方向上的宽度与所述第一激光束及所述第二激光束的激光束直径之间的差值获得，所述目标物的直径小于或等于所述第一激光束及所述第二激光束的直径。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一激光束从第一激光源发射，所述第二激光束从第二激光源发射，所述方法还包括识别投射于第一背景物上的第一激光束光斑及位于投射于第二背景物上的第二激光束光斑，以及分别移动所述第一激光源及所述第二激光源以使得所述第一激光束及所述第二激光束分别投射于所述目标物，其中所述第一背景物位于从所述第一激光源至所述目标物的延长线上，所述第二背景物位于从所述第一激光源至所述目标物的延长线上。
6.一种机械臂定位精度测量装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：高沪昕，肖霄，任洪亮，
申请(专利权)人：苏州工业园区新国大研究院，
类型：发明
国别省市：