[发明专利]一种机械臂视觉标定装置及其标定方法

说明书

本发明公开了一种机械臂视觉标定装置及其标定方法，包括盒体，盒体设有摄像头；壳体的内部安装有机械臂，盒体内的摄像头安装在机械臂的前后左右四边以及机械臂的上方；机械臂包括底盘，底盘上设有旋转座，旋转座上设有旋转盘，底盘的轴中心设有呈竖向布置的旋转轴。标定流程如下：将机械手摆放在标准位置，摄像头成像，当机械手压在压电球上时压电球发出光亮和接触信号；机械手从初始位置出发，按标定要求运动；摄像头按设定帧率同步成像；根据重建机械手和实际机械手的位姿偏差，标定机械手的运动控制部件；直到完成所有的标定任务。本发明准确标定运动中各个端点的轨迹；对多个摄像头计算出机械臂位置的偏差，计算出机械臂的实际位姿。

技术领域

本发明涉及一种装置，特别涉及一种机械臂视觉标定装置及其标定方法。

背景技术

机械臂受指令控制进行运动，机械臂的位置、姿态和运动轨迹是否与控制指令一致，需要进行标定。因此标定是机器人工作之前的首要步骤。目前多用飞秒设备进行标定，具有快捷、准确等优点。1飞秒为1秒的一千万亿分之一，是度量时间长短的一种计量单位。即使是自然界中速度最快的光速(30万千米 /秒)，在1飞秒内，也只能走0.3μm，这个距离甚至不到一根头发丝的百分之一。但是由于飞秒设备昂贵，往往一次只能标定一个运动端点，无法同时对多个运动点进行标定，具有效率低、无法测量姿态的缺点。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题，从而提供一种能够全程严格监控机械臂上各个点的位置，准确标定运动中各个端点的轨迹；对多个摄像头计算出机械臂位置的偏差，计算出机械臂的实际位姿的机械臂视觉标定装置。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种机械臂视觉标定装置，包括盒体，盒体的四周面的对内朝向面的中心位置以及顶面的对内朝向面的中心位置均设有摄像头；壳体的内部安装有机械臂，机械臂包括底盘，底盘上设有旋转座，旋转座上设有旋转盘，底盘的轴中心设有呈竖向布置的旋转轴，旋转座的轴中心套装在旋转轴的外周面；旋转盘的顶部设有主机械调节臂，主机械调节臂的上端连接有副机械调节臂，副机械调节臂的前端设有标定壳，标定壳的前端设有机器手端点；盒体的顶部四角位置以及底部四角位置均设有压电球触点。

进一步地，所述底盘的内部设有第一驱动电机，第一驱动电机的前部设有第一驱动轴，第一驱动轴呈竖向布置，所述第一驱动轴的上端与旋转座的轴中心连接；旋转座的顶部中间位置为空腔结构，翻转弧壳的顶面为弧面形状，翻转弧壳安装在旋转座顶部的空腔结构，旋转座的内部设有第二驱动电机，所述第二驱动电机的前部设有第二驱动轴，所述第二驱动轴的端部与翻转弧壳的下部连接。

进一步地，所述主机械调节臂的顶端设有主旋转器，主旋转器的顶面套装有主旋转筒，主旋转筒的横截面呈C型形状；主旋转筒的一端端面为开口结构，主旋转筒的另一端端面为密封结构，主旋转器的内部设有第三驱动电机，所述第三驱动电机的前部设有第三驱动轴，所述第三驱动轴的端部与主旋转筒的另一端端面中间位置连接；副机械调节臂的两侧面均设有加强部，副机械调节臂的后端设有连接部，连接部安装在主旋转筒上。

进一步地，所述副机械调节臂的前端设有副旋转器，副旋转器的外周面套装有副旋转筒，标定壳的后部与副旋转筒的外侧面连接；副旋转筒的横截面呈C 型形状；副旋转筒的一端端面为开口结构，副旋转筒的另一端端面为密封结构，副旋转器的内部设有第四驱动电机，所述第四驱动电机的前部设有第四驱动轴，所述第四驱动轴的端部与副旋转筒的另一端端面中间位置连接；标定壳的前端内设有安装腔，安装腔内安装有液压缸，液压缸的前部设有活塞杆，机器手端点安装在活塞杆的前端。

进一步地，所述盒体由左半盒体与右半盒体组成，左半盒体与右半盒体的形状结构相同；左半盒体与右半盒体之间设有嵌合线；盒体为三层结构，最外层为壳体，最内层为背景玻璃，中间层为光源；光源安装在壳体与背景玻璃之间；光源为面光源；盒体的四周面的对内朝向面位置均设有开孔；开孔布置在壳体、光源以及背景玻璃的中间位置。