專利名稱：定位點位置可調的仿人機器人零點定位裝置的制作方法
技術領域：
本發明為定位點位置可調的仿人機器人零點定位裝置，屬于機械工程與自動化領域，用于確定仿人機器人上電時的初始位置。
背景技術：
仿人機器人零點是指仿人機器人的各關節處于某一特定初始位置狀態，機器人通電后一般先回到該初始位置狀態，然后從該位置狀態開始動作，按照規劃好的動作運動。仿人機器人的零點定位方法主要有兩種1.絕對式檢測傳感器絕對式檢測傳感器主要有絕對式碼盤和電位器兩種形式。絕對式光電碼盤的價格昂貴，輸出信號十分復雜，給機器人的硬件電路和信號處理都帶來很大的負擔；電位器相對便宜，硬件及信號處理也較容易實現，但是它只能夠安裝在機器人關節處，其精度也較低。
2.機械限位機械限位方法主要有機械限位開關或特定關節限位裝置兩種形式。機械限位開關需要固定在機器人各關節上。由于仿人機器人具有三十多個關節，限位開關增加了機構的復雜性，也不利于仿人機器人的輕型化。
發明內容
為了能夠為仿人機器人上電后確定初始位置，本發明提出了一種具有定位點位置可調的仿人機器人零點定位裝置。本裝置是一種和仿人機器人分離的獨立裝置，它是根據仿人機器人的外形、尺寸以及幾何關系，通過固定仿人機器人身上的一些特征點，確定各關節的位置。本發明的技術方案是由移動底座、支撐機構、定位點調節機構組成。其中移動底座由橫梁、縱梁和腳輪組成，支撐機構由豎梁、手臂梁和后定位支撐梁組成，定位點調節機構包括定位桿、定位塊、支撐塊、腰部定位座、大腿定位座、小腿定位座、大臂定位座、小臂定位座、腳踏板和搖柄。其中腰部定位座、大腿定位座、小腿定位座、大臂定位座、小臂定位座端部為圓形，與定位塊間隙配合以保證定位精度；支撐塊端部為V形槽以保證支撐位置唯一；定位座d端部為圓弧形與仿人機器人手腕配合以保證唯一。見附圖。
考慮到不同機器人外形尺寸不同，定位裝置多處采用了可調節結構，為了保證定位精度，調節結構配合鎖死機構使用。該零點定位裝置總高1.626米，總寬0.908米，總長0.804米。可以適應身高從1.2米到1.8米的仿人機器人。
操作過程遵循以下原則在機器人放到零點定位裝置后，由上到下依次調節各定位機構。
本發明的有益效果是1.定位點可調，可適應不同尺寸的仿人機器人。
2.定位精度高，不增加仿人機器人的機構復雜性。
3.定位裝置可移動，操作方便。
圖1為零點定位裝置的總裝2a、圖2b、圖2c分別為支撐塊的主視圖、剖視圖和立體圖，支撐塊裝在機器人腰部圖3a、圖3b、圖3c分別為定位塊的主視圖、剖視圖和立體圖，定位塊裝在機器人大臂、大腿和小腿側面圖4a、圖4b分別為定位桿打開狀態的主視圖和立體視圖，定位桿打開支撐機器人頭部圖5a、圖5b分別為定位桿閉合狀態的主視圖和立體視圖，完成定位時閉合圖6a、圖6b、圖6c分別為腰部定位座的主視圖、俯視圖和立體圖，腰部定位座裝在豎梁上，通過支撐塊支撐機器人圖7a、圖7b、圖7c分別為大腿定位座的主視圖、右視圖和立體圖，大腿定位座裝在豎梁上，通過定位塊固定機器人大腿圖8a、圖8b、圖8c分別為小腿定位座的主視圖、右視圖和立體圖，小腿定位座裝在豎梁上，通過定位塊固定機器人小腿圖9a、圖9b、圖9c分別為大臂定位座的主視圖、右視圖和立體圖，大臂定位座裝在手臂梁上，通過定位塊固定大臂圖10a、圖10b、圖10c分別為小臂定位座的主視圖、俯視圖和立體圖，小臂定位座裝在手臂梁上，支撐腕部圖11a、圖11b、圖11c分別為橫梁的主視圖、右視圖和立體圖，橫梁連接縱梁，起連接和加強裝置強度作用圖12a、圖12b、圖12c分別為后定位支撐梁的主視圖、右視圖和立體圖，后定位支撐梁裝在豎梁上部，用于支撐定位桿圖13a、圖13b、圖13c分別為腳踏板的主視圖、右視圖和立體圖，腳踏板裝在縱梁上，用于調節腳面圖14a、圖14b、圖14c分別為手臂梁的主視圖、右視圖和立體圖，手臂梁用于支撐手臂圖15a、圖15b、圖15c分別為豎梁的主視圖、右視圖和立體圖，豎梁裝于縱梁上，起支撐、定位機器人作用圖16a、圖16b、圖16c分別為縱梁的主視圖、右視圖和立體1中各部件1腳輪、2橫梁、3搖柄、4豎梁、5腰部定位座、6手臂梁、7定位桿、8后定位支撐梁、9大臂定位座、10小臂定位座、11大腿定位座、12小腿定位座、13腳踏板、14縱梁、15支撐塊、16定位塊
具體實施例方式第一步把支撐塊15固定在機器人腰部、把定位塊16分別固定在大腿、小腿、大臂的特征點處。
第二步把機器人通過支撐塊15放在腰部定位座5上并調節腰部定位座5頂緊，用定位桿7支住機器人頭部。
第三步粗調節機器人下肢豎直，粗調足側面平行及足底面平行與地面，并安裝腳踏板13。細調機器人下肢豎直及雙足平行，細調足底平行于腳踏板13、足側面垂直于腳踏板13，由上到下依次調節大腿定位座11和小腿定位座12與對應機器人大腿、小腿上的定位塊16配合。
第四步調節手臂各關節。細調機器人上肢由大臂定位座9配合大臂上的定位塊16，把手腕置于小臂定位座10上。
第五步計算機清零。
第六步由下向上依次退出相互配合的大腿定位座11和小腿定位座12與機器人小腿、大腿上的定位塊16，退出腰部定位座5。
第七步退出與機器人大臂上定位塊配合的大臂定位座9。
第八步搬開定位桿7，松開腰部定位座5。
第九步通過吊車退出機器人。
權利要求
1.一種定位點位置可調的仿人機器人零點定位裝置，包括移動機構、支撐機構、定位點調節機構三部分，其中移動機構包括腳輪、縱梁和橫梁三部分，其特征在于根據機器人外形幾何關系確定一個初始位置，把支撐塊安裝在機器人腰部，然后調節零點定位裝置把定位塊固定在機器人的特征點，確定零點定位裝置可調節位置部件并鎖死，可以調節可調節部件來適應不同的機器人。
2.權利要求1所述位特征點的選擇，即定位塊在機器人身上位置的選擇，其特征在于通過選擇11個特征點可以限制機器人所有關節的運動，定位塊的凹槽結構和定位座端部的錐形結構配合，既保證定位可調節，又保證了定位精度。
3.權利要求1所述的移動機構，其特征在于底座上有四輪移動機構，機動性強，為了保證機器人零點定位精度，裝置的強度要求很高，因此機構的重量增大，有此移動機構既保證了定位精度，又方便機構移動。
4.如權利要求1所述的定位點位置可調的仿人機器人零點定位裝置，其特征在于，它不僅僅適應與某一尺寸的仿人機器人的零點定位，還適應于1.8米以下的所有仿人機器人的初始位置確定。
全文摘要
本發明涉及一種機器人初始位置確定裝置，它是根據仿人機器人的外形、尺寸以及幾何關系，通過固定仿人機器人身上的一些特征點，確定各關節的位置。可以調節可調部件來適應不同的機器人。首先把機器人放置在支撐腰部的支撐座上，由上而下調節各特征點，對應的定位塊和定位座配合來固定機器人，機器人上電清零，由下而上依次退出特征點約束，取下機器人即完成機器人的定位過程，重新上電復位機器人各關節即可回到初始位置。該零點定位裝置總高1.626米，總寬0.908米，總長0.804米。可以適應高1.2米到1.8米的仿人機器人。通過定位座、定位塊和腳踏板的配合保證了定位精度，機構的可調節性保證了定位裝置對不同機器人機構的適應性，移動機構提高了裝置的機動性。
文檔編號B25J5/00GK1836850SQ200510055610
公開日2006年9月27日 申請日期2005年3月21日 優先權日2005年3月21日
發明者黃強, 張偉民, 關鍵宏, 李科杰 申請人:北京理工大學