[发明专利]一种机械臂关节零位装置和回零方法

说明书

一种机械臂关节零位装置和回零方法，涉及机器人回转关节设计领域；包括光电开关和挡片；其中，挡片为弧形片状结构；挡片以o点为圆心做圆周转动；光电开关固定设置在挡片的圆周转动路径上；当挡片旋转至遮挡光电开关位置时，光电开关的输出信号为1；当挡片旋转至不遮挡光电开关位置时，光电开关的输出信号为0；挡片对应圆心o点的圆心角a为60°‑200°；本发明采用简单的光电开关作为回零方案的传感器，方案简单并且可靠性高；同时，本发明在上电后即可以知道机械臂关节目前所处的大概区域，判读出关节应该往哪一个方向找零，大大节约找零时间，减少机械臂上电初始化时间。

技术领域

本发明涉及一种机器人回转关节设计领域，特别是一种机械臂关节零位装置和回零方法。

背景技术

机器人关节是机器人的基础部件，其性能的好坏直接影响机器人的性能。机器人关节的种类有很多，根据机器人的功能不同，关节的配置和运动系统的形式也都各不相同。

机器人常见的关节形式有移动关节和转动关节。应用最多的机器人是多关节机器人，主要由多个回转关节和连杆组成，模拟人的肩关节、肘关节和腕关节等的作用。

对于机器人而言，重新上电后机器人控制器会丢失各关节的位置信息，或者突发不可预测情况后，机器人某些关节的位置发生了不可预测的变化，造成机器人控制器中的关节位置和实际关节位置产生了偏差，此时就需要机器人矫正自己各关节的位置，执行找零动作。

一般的机器人关节定位方法主要有以下几种：

1、关节内部采用绝对编码器，即使机器人重新上电，关节的绝对位置信息可以反馈到控制系统，关节位置信息不会丢失；体积大，成本高；

2、关节采用行程开关、光电开关等单点位置检测传感器，关节执行回零操作，运动到行程开关位置后停止，此时即为关节的零点位置。上电后沿固定方向转动，有可能产生干涉碰撞。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种机械臂关节零位装置和回零方法，在上电后即可以知道机械臂关节目前所处的大概区域，判读出关节应该往哪一个方向找零，大大节约找零时间，减少机械臂上电初始化时间。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种机械臂关节零位装置，包括光电开关和挡片；其中，挡片为弧形片状结构；挡片以o点为圆心做圆周转动；光电开关固定设置在挡片的圆周转动路径上；当挡片旋转至遮挡光电开关位置时，光电开关的输出信号为1；当挡片旋转至不遮挡光电开关位置时，光电开关的输出信号为0。

在上述的一种机械臂关节零位装置，所述的挡片对应圆心o点的圆心角a为60°-200°。

一种机械臂关节回零方法，包括如下步骤：

步骤一、设置光电开关的机械限位区域A；

步骤二、系统上电，读取光电开关的输出信号；当光电开关的输出信号为0时，进入步骤三；当光电开关的输出信号为1时，进入步骤四；

步骤三、反向快速转动挡片，等时间间隔检测光电开关的输出信号；当检测光电开关的输出信号为1时，反向快速转动挡片时间t后停止转动，进入步骤四；

步骤四、挡片正向快速旋转；等时间间隔检测光电开关的输出信号；当检测光电开关的输出信号变为0时，反向慢速转动挡片，直至检测到光电开关状态变为1，找零后停止。

在上述的一种机械臂关节回零方法，所述步骤一中，所述光电开关的机械限位区域A是指转动挡片时，光电开关不允许位于的区域。

在上述的一种机械臂关节回零方法，所述机械限位区域A对应圆心o点的圆心角c为30°-60°。