[实用新型]一种机器人温度补偿装置

说明书

本实用新型公开了一种机器人温度补偿装置，包括依次连接的基座、基准杆和基准球，所述基座与机器人固定安装在同一地基上，且高度与机器人底座高度一致，所述基准杆采用碳纤维杆，所述基准球表面设置至少四个圆形标识，设置所述圆形标识的位置为平面，各个圆形标识的圆心位于同一球面，当机器人运行一段时间后，在多位姿获取基准球球心坐标，并与标准温度下机器人获取的球心坐标比对，得到机器人轨迹偏差，有效对机器人运动模型进行温度补偿。

技术领域

本实用新型涉及机器人应用领域，具体涉及一种机器人温度补偿装置。

背景技术

机器人在连续高速运动一段时间后，由于机械臂温度变化引起的杆件和关节膨胀变形，机器人末端会产生明显的位置偏差；以臂展3m的工业机器人为例，以100％速度连续运动1小时后，对于同一个目标点，机器人末端TCP达到的位置变化最大可达0.5mm，如果仍按照理论运动学模型进行坐标转换，将会导致连接在机器人末端的传感器的测量结果存在很大的误差。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种机器人温度补偿装置，当机器人运行一段时间后，在多位姿获取基准球球心坐标，并与标准温度下机器人获取的球心坐标比对，得到机器人轨迹偏差，有效对机器人运动模型进行温度补偿。

本实用新型技术方案如下：

一种机器人温度补偿装置，包括依次连接的基座、基准杆和基准球，所述基座与机器人固定安装在同一地基上，且高度与机器人底座高度一致，所述基准杆采用碳纤维杆，所述基准球表面设置至少四个圆形标识，设置所述圆形标识的位置为平面，各个圆形标识的圆心位于同一球面。

由于碳纤维材质具备优良的耐高温特性，因此采用碳纤维材质的基准杆，能够保证基准杆的高度受温度变化影响小；但是碳纤维材质的承重性较差，为了提高基准杆的承重性，同时保证整个基准杆的高度变化最小，采用以下基准杆结构：

所述基准杆包括碳纤维管、上承托部、下承托部和螺杆，所述下承托部与基座螺接，上承托部与基准球连接，所述碳纤维管套在上承托部和下承托部上，且碳纤维管的端部与上承托部、下承托部始终保持接触；

所述上承托部设置有螺纹孔、下承托部设置有无螺纹通孔，所述螺杆的上端部与上承托部螺接，并用第一螺母紧固；下端部插入下承托部的通孔且与基座的上端面不接触，所述螺杆穿出下承托部的部分用第二螺母紧固，所述螺杆与第二螺母之间设置有弹垫或压簧。

上述结构中，螺杆分别与上承托部、下承托部连接，并且经下承托部的通孔向下延伸形成一个自由端，自由端采用螺母紧固，在螺母与通孔之间设置弹垫或压簧，对上承托部起到支撑作用，同时，当螺杆受到外界温度影响，热涨冷缩时，通过弹垫或压簧的作用使得螺杆维持支撑，上承托部、下承托部之间的距离高度不受影响。

进一步，所述基准杆外侧设置保护壳体，所述壳体连接底座，所述底座与基座螺接。

进一步，所述基准球表面设置多个平面，在每个平面上设置通孔，将所述通孔记为圆形标识。

机器人在连续高速运动一段时间后，由于机械臂温度变化引起的杆件和关节膨胀变形，机器人末端会产生明显的位置偏差；需要利用温度补偿装置对机器人轨迹进行偏差补偿；

使用时，每隔一段时间，或者每完成一个工作循环后，机器人带动视觉传感器对所述基准球进行多位姿测量，根据实时测得的基准球球心坐标，对比标准温度时基准球球心坐标，得出机器人轨迹因温度变化引起的偏差，对偏差补偿至机器人运动模型，修正机器人轨迹。

本实用新型设计了机器人温度补偿装置，当机器人运行一段时间后，在多位姿获取基准球球心坐标，并与标准温度下机器人获取的球心坐标比对，得到机器人轨迹偏差，有效对机器人运动模型进行温度补偿，本装置采用碳纤维材质的基准杆，能够保持基准球的球心坐标不随温度变化产生位移，同时，利用多面圆形标识的基准球，提高了球心坐标计算的准确度，使得机器人温度补偿数据更加准确。