專利名稱：機器人關節零點定位系統、方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及機器人技術領域，特別涉及機器人關節零點定位系統、方法和裝置。
背景技術：
機器人一般由多個關節通過組合實現各種運動功能，在機器人初始上電時獲得各關節的 零點位置是機器人進行各種運動的前提。現有的機器人關節零點定位裝置通常采用以下幾種 技術方案
現有技術一采用絕對碼盤。絕對碼盤一般設置在機器人關節處，上電時讀取絕對碼盤的 輸出數據信息即可獲取關節的絕對位置。這種方案最為簡便和直接，但對現有技術一進行分 析后，發明人發現絕對碼盤一般體積較大、連線復雜、價格昂貴，同時需要相對復雜的接 口電路才能實現對其輸出數據信息的讀取。
現有技術二采用多個霍爾開關、光電開關或者行程開關。這種方案一般是在機器人關節 的運動范圍內等間距或者按照一定規律布置兩個以上的上述開關，這些開關的位置經過測量 并記錄在機器人控制系統中。機器人上電時，首先驅動關節按照一定的方向旋轉，當關節旋 轉到上述開關之一的位置時，讀取存儲在機器人控制系統中的該開關對應的關節位置值，這 樣就完成了機器人關節零點定位。在對現有技術二進行分析后，發明人發現現有技術二至少 具有如下缺點至少需要在關節運動范圍的極限位置處設置兩個開關，以防止機器人上電時 隨機向某個方向運動碰不到開關而無法完成零點定位；為了增加可靠性一般要在兩個極限位 置之間再設置若干個開關，所以現有技術二通常需要兩個以上的開關及相應的接口電路，電 路比較復雜。
發明內容
本發明實施例提供了一種機器人關節零點定位系統、方法和裝置。所述技術方案如下 一種機器人關節零點定位系統，包括行程開關、轉動方向檢測裝置、微控制器和零位 擋片，
所述行程開關固定設于機器人桿件A的關節側；所述轉動方向檢測裝置與所述關節的電機相連，用于檢測所述關節的轉動方向； 所述微控制器與所述行程開關相連，同時通過驅動與所述電機和所述轉動方向檢測裝置 電性連接，用于讀取所述轉動方向檢測裝置檢測出的所述關節的轉動方向，通過所述電機控 制機器人桿件B相對桿件A的轉動；在所述桿件B相對桿件A轉動的過程中，實時檢測行 程開關的狀態，當所述狀態發生改變時，停止所述桿件B相對桿件A的轉動并記錄此時關節 的位置為機械零位；
所述零位擋片由薄片彎成圓弧狀制成，固定設于機器人桿件B的關節側，用于在隨所述 桿件B相對桿件A轉動時碰觸或者遠離所述行程開關的行程開關連桿，所述零位擋片的圓心 位于所述關節的中心軸上；
其中，所述桿件A與所述桿件B通過所述關節相連。
進一步地，所述轉動方向檢測裝置，還用于檢測所述關節的轉角；
所述微控制器還包括補償模塊，用于根據所述轉角對所述機械零位補償誤差，獲取所述 關節的運動零位。
一種機器人關節零點定位方法，包括以下步驟-
根據行程開關的初始狀態，確定與機器人桿件B固定相連的零位擋片的轉動方向，其中 所述行程開關固定設于機器人桿件A的關節側；
在所述桿件B轉動的過程中，實時檢測行程開關的狀態，當所述狀態發生改變時，停止 所述桿件B的轉動并記錄此時關節的位置為機械零位；
其中，所述桿件A與所述桿件B通過所述關節相連，所述零位擋片為彎成圓弧狀的薄片， 固定設于機器人桿件B的關節側，所述零位擋片的圓心位于所述關節的中心軸上。
進一步地，所述根據行程開關的初始狀態，確定與機器人桿件B固定相連的零位擋片的 轉動方向，具體為
確定行程開關的初始狀態；
如果所述行程開關初始是閉合狀態，則使與機器人桿件B固定相連的零位擋片向遠離所 述行程開關的行程開關連桿的方向轉動；
如果所述行程開關初始是斷開狀態，則使所述零位擋片向碰觸所述行程開關連桿的方向 轉動。
所述使與機器人桿件B固定相連的零位擋片向遠離所述行程開關的行程開關連桿的方向 轉動，具體為
微控制器通過驅動使電機驅動機器人桿件B，使與機器人桿件B固定相連的零位擋片向遠離所述行程開關的行程開關連桿的方向轉動；
所述使所述零位擋片向碰觸所述行程開關連桿的方向轉動，具體為
微控制器通過驅動使電機驅動機器人桿件B，使所述零位擋片向碰觸所述行程開關連桿 的方向轉動。
所述停止所述桿件B的轉動并記錄此時關節的位置為機械零位之后，還包括 通過對所述機械零位補償誤差，獲取所述關節的運動零位。 一種機器人關節零點定位裝置，包括
判斷模塊，用于根據行程開關的初始狀態，確定與機器人桿件B固定相連的零位擋片的 轉動方向，其中所述行程開關固定設于機器人桿件A的關節側；
機械零位獲取模塊，用于在所述桿件B相對桿件A轉動的過程中，實時檢測行程開關的 狀態，當所述狀態發生改變時，停止所述桿件B相對桿件A的轉動并記錄此時關節的位置為 機械零位；
其中，所述桿件A與所述桿件B通過所述關節相連，所述零位擋片由矩形薄片彎成圓弧 狀制成，固定設于機器人桿件B的關節側，所述零位擋片的圓心位于所述關節的中心軸上。
進一步地，所述判斷模塊包括
判斷單元，用于確定行程開關的初始狀態，所述行程開關固定設于機器人桿件A的關節
執行單元，用于如果所述行程開關初始是閉合狀態，則使與機器人桿件B固定相連的零 位擋片向遠離所述行程開關的行程開關連桿的方向轉動；如果所述行程開關初始是斷開狀態， 則使所述零位擋片向碰觸所述行程開關連桿的方向轉動。
所述裝置還包括
運動零位獲取模塊，用于通過對所述機械零位補償誤差，獲取所述關節的運動零位。 本發明實施例提供的技術方案的有益效果是
本發明實施例通過零位擋片碰觸或者遠離行程開關的行程開關連桿來定位機器人關節的 零點，大大簡化了系統結構，降低了成本。
圖1是本發明實施例提供的機器人關節零點定位系統機械結構示意圖； 圖2是本發明實施例提供的機器人關節零點定位系統電氣結構示意圖； 圖3是本發明實施例提供的機器人關節零點定位方法流程圖；圖4是本發明實施例提供的機器人關節零點定位裝置結構示意圖。
具體實施例方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進 一步地詳細描述。
實施例一
本發明實施例提供了一種機器人關節零點定位系統，圖1是裝有該零點定位系統的機器 人關節的機械結構示意圖(正視圖)。其中，機器人桿件A1和機器人桿件B5分別與該機器 人關節4相連，并可以繞此機器人關節4順時針或者逆時針轉動。本發明實施例為了對機器 人關節進行零點定位，在機器人桿件A 1的關節側固定設有行程開關2，該行程開關2的行 程開關連桿3位于行程開關2和關節4之間，并且轉動連接于行程開關2的一端。機器人桿 件B 5的零位擋片6由薄片彎成圓弧狀制成，固定設于機器人桿件B 5的關節側，用于在隨 桿件B 105轉動時碰觸或者遠離行程開關102的行程開關連桿。零位擋片6可以由金屬薄片、 塑料薄片等薄片制成，它的圓心可以位于關節4垂直紙面的中心軸上。本實施例中，零位擋 片6所對的圓心角可以是130度左右。
以上部件中，行程開關2及其所屬的行程開關連桿3、零位擋片6為本發明實施例的機 器人關節零點定位系統的部件。
參見圖2以及圖1，本發明實施例的機器人關節零點定位系統包括行程開關2、轉動方 向檢測裝置9、微控制器7和零位擋片6，
行程開關2固定設于機器人桿件A1的關節側；
轉動方向檢測裝置9與關節4的電機10相連，用于檢測關節4的轉動方向；
微控制器7與行程開關2相連，同時通過驅動8與電機10和轉動方向檢測裝置9電性連 接，用于讀取轉動方向檢測裝置9檢測出的關節4的轉動方向，通過電機10控制機器人桿件 B5的轉動；在桿件B5轉動的過程中，實時檢測行程開關2的狀態，當行程開關2的狀態發 生改變時，停止桿件B 5的轉動并記錄此時關節4的位置為機械零位；
零位擋片6固定設于機器人桿件B 5的關節側，用于在隨桿件B 5轉動時碰觸或者遠離 行程開關2的行程開關連桿3;
其中，桿件A1與桿件B5通過關節4相連。圖2中的虛線表示機械連接關系。本實施 例中轉動方向檢測裝置9和電機10位于關節4的內部，故在圖1中不可見；微控制器7和驅動8中的任一個可以位于關節4的內部，也可以位于整個機器人的其它部位，只要微控制器 7與本實施例中的行程開關2相連，同時通過驅動8與電機10和轉動方向檢測裝置9電性連 接即可，故在圖l中也沒有示出。
本實施例中轉動方向檢測裝置9可以是相對碼盤，微控制器7可以是單片機。相對碼盤 9固定在電機10的輸出軸上，當電機轉動時，相對碼盤9輸出正交編碼脈沖，脈沖頻率反映 電機10的轉速，脈沖相位反映電機10的轉向。電機10驅動關節4運動，從而實現機器人關 節的各種運動。單片機7可以通過其輸入管腳讀取行程開關2輸出電平的狀態來確定行程開 關2的斷開或閉合狀態。比如輸出電平為高電平，說明行程開關2是閉合狀態；輸出電平為 低電平，說明行程開關2是斷開狀態。通過合理設置電路，也可以是輸出電平為低電平，說 明行程開關2是閉合狀態；輸出電平為高電平，說明行程開關2是斷開狀態。
機器人正常工作時，桿件B 5相對于桿件A 1的運動范圍通常小于360度。零位擋片6 設置在行程開關連桿3的一側，當桿件B 5相對于桿件A 1向順時針方向轉動時，零位擋片6 將會壓迫行程開關連桿3。當零位擋片6壓迫行程開關連桿3后，行程開關2會一直處于閉 合狀態；相反地，當桿件B5相對于桿件A1向逆時針方向轉動時，零位擋片6將會離開行 程開關連桿3，當零位擋片6離開行程開關連桿3后，行程開關2會一直處于斷開狀態。單 片機7可以通過其輸入管腳實時讀取行程開關2的狀態。
在本發明實施例的機器人關節零點定位系統剛一開始工作的時候，單片機7通過其輸入 管腳讀取行程開關2的狀態。如果行程開關2初始狀態是閉合狀態，則單片機7會通過驅動 8，控制電機10使桿件B5相對于桿件A1轉動，從而使零位擋片6向遠離行程開關連桿3 的方向轉動。本實施例中如果行程開關2是閉合狀態，則零位擋片6會逆時針轉動。當零位 擋片6離開行程開關連桿3的瞬間，單片機7會檢測到行程開關2的狀態由閉合變為斷開， 此時單片機7立即向驅動器8寫入控制命令使得電機10停止轉動，此時關節4的位置(即桿 件B 5與桿件Al所成的角度)對應機械零位。相反的，如果行程開關2初始狀態是斷開狀 態，則單片機7會通過驅動8，控制電機10使桿件B5相對于桿件A1轉動，從而使零位擋 片6向碰觸行程開關連桿3的方向轉動。本實施例中如果行程開關2是斷開狀態，則零位擋 片6會順時針轉動。當零位擋片6碰觸行程開關連桿3的瞬間，單片機7會檢測到行程開 關2的狀態由斷開變為閉合，此時單片機7立即向驅動器8寫入控制命令使得電機IO停止轉 動，此時關節4的位置(即桿件B5與桿件A1所成的角度)對應機械零位。
本實施例中機械零位是本發明實施例的機器人關節零點定位系統獲取的機器人關節零點 的理論值，與零位擋片6和行程開關2的安裝位置有關。考慮到安裝誤差、單片機的控制誤差等因素，上述機械零位并不一定與機器人關節的運動零點重合，為了盡可能地消除誤差， 需要對上述機械零位作一定的修正。對于安裝誤差(本實施例中稱為第一類誤差)，可以通過 精確測量得到一個固定數值，然后對上述機械零位加上或者減去該固定數值來消除安裝誤差。 對于單片機的控制誤差等因素(本實施例中稱為第二類誤差)，可以通過多次測量求平均值的 辦法予以盡量消除。比如，在單片機7第一次檢測到行程開關2的狀態發生變化并記錄了機 械零位之后，繼續按照上述確定機械零位的辦法，使桿件B5相對于桿件A1反向轉動，從 而使行程開關2的狀態再次發生變化并記錄第二個機械零位的位置(由于此時已經將第一個 機械零位的位置記為了零，所以第二個機械零位的位置是相對第一個機械零位的角度，例如 第二個機械零位的位置是5度)。當記錄了多個機械零位的位置之后，對上述多個機械零位的 位置求取平均值，就得到了第二類誤差值。綜合考慮第一類誤差和第二類誤差，可以通過軟 件補償，最終確定機器人關節的運動零位。
本發明實施例通過零位擋片碰觸或者遠離行程開關的行程開關連桿來定位機器人關節的 零點，僅需一個行程開關和簡單的電路結構就可以實現對機器人關節零點的定位，大大簡化 了系統結構，降低了成本。
實施例二
本發明實施例提供了一種機器人關節零點定位方法，如圖3所示，包括以下步驟
310:根據行程開關的初始狀態，確定與機器人桿件B固定相連的零位擋片的轉動方向，
其中行程開關固定設于機器人桿件A的關節側。
參見圖1，桿件Al與桿件B5通過關節4相連，并可以繞此機器人關節4順時針或者逆 時針轉動。零位擋片6為彎成圓弧狀的薄片，固定設于機器人桿件B 5的關節側，零位擋片 6可以由金屬薄片、塑料薄片等薄片材料制成，它的的圓心位于關節4垂直紙面的中心軸上。 本實施例中，零位擋片6所對的圓心角可以是130度左右。
進一步地，步驟310中根據行程開關的初始狀態，確定與機器人桿件B固定相連的零位 擋片的轉動方向，具體為-
(1)確定行程開關的初始狀態。本實施例中可以通過微控制器7讀取行程開關2輸出電 平的狀態來確定行程開關2的斷開或閉合狀態。比如輸出電平為高電平，代表行程開關2是 閉合狀態；輸出電平為低電平，代表行程開關2是斷開狀態。通過合理設置電路，也可以是 輸出電平為低電平，代表行程開關2是閉合狀態；輸出電平為高電平，代表行程開關2是斷 開狀態。本實施例中微控制器7可以是單片機。(2)如果行程開關初始是閉合狀態，則使與機器人桿件B固定相連的零位擋片向遠離 行程開關的行程開關連桿的方向轉動；如果行程開關初始是斷開狀態，則使零位擋片向碰觸 行程開關連桿的方向轉動。
機器人正常工作時，桿件B 5相對于桿件A 1的運動范圍通常小于360度。零位擋片6 設置在行程開關連桿3的一側，當桿件B 5相對于桿件Al向順時針方向轉動時，零位擋片6 將會壓迫行程開關連桿3。當零位擋片6壓迫行程開關連桿3后，行程開關2會一直處于閉 合狀態；相反地，當桿件B5相對于桿件A1向逆時針方向轉動時，零位擋片6將會離開行 程開關連桿3，當零位擋片6離開行程開關連桿3后，行程開關2會一直處于斷開狀態。本 實施例中微控制器可以是單片機。
在確定了行程開關的初始狀態后，單片機控制關節按照上述預定方向轉動。單片機7利 用轉動方向檢測裝置來測量關節轉動方向和角度，本實施例中可以是相對碼盤。相對碼盤9 固定在該機器人關節的電機10的輸出軸上，當電機轉動時，相對碼盤9輸出正交編碼脈沖， 脈沖頻率反映電機10的轉速，脈沖相位反映電機10的轉向。電機10驅動關節4運動，從而 實現機器人關節的各種運動。微控制器7和驅動8中的任一個可以位于關節4的內部，也可 以位于整個機器人的其它部位，只要微控制器7與本實施例中的行程開關2相連，同時通過 驅動8與電機10和轉動方向檢測裝置9電氣連接即可
單片機7可以通過其輸入管腳實時讀取行程開關2的狀態。如果行程開關2初始狀態是 閉合狀態，則單片機7可以通過驅動8，控制電機10使桿件B5相對于桿件A1轉動，從而 使零位擋片6向遠離行程開關連桿3的方向轉動。本實施例中如果行程開關2是閉合狀態， 則零位擋片6會逆時針轉動。當零位擋片6離開行程開關連桿3的瞬間，單片機7會檢測 到行程開關2的狀態由閉合變為斷開，此時單片機7立即向驅動器8寫入控制命令使得電機 IO停止轉動，此時關節4的位置(即桿件B5與桿件A1所成的角度)對應機械零位。相反 的，如果行程開關2初始狀態是斷開狀態，則單片機7會通過驅動8，控制電機10使桿件B 5相對于桿件A1轉動，從而使零位擋片6向碰觸行程開關連桿3的方向轉動。本實施例中 如果行程開關2是斷開狀態，則零位擋片6會順時針轉動。
320:在桿件B相對桿件A轉動的過程中，實時檢測行程開關的狀態，當檢測行程開關 的狀態發生改變時，停止桿件B相對桿件A的轉動并記錄此時關節的位置為機械零位。
在桿件B相對桿件A轉動的過程中，當零位擋片6碰觸行程開關連桿3的瞬間，單片 機7會檢測到行程開關2的狀態由斷開變為閉合，此時單片機7立即向驅動器8寫入控制命 令使得電機10停止轉動，此時關節4的位置(即桿件B5與桿件A1所成的角度)對應機械零位。
進一步地，本實施例的機器人關節零點定位方法還可以包括 330:通過對機械零位補償誤差，獲取關節的運動零位。
本實施例中機械零位是本發明實施例的機器人關節零點定位系統獲取的機器人關節零點 的理論值，與零位擋片6和行程開關2的安裝位置有關。考慮到安裝誤差、單片機的控制誤 差等因素，上述機械零位并不一定與機器人關節的運動零點重合，為了盡可能地消除誤差， 需要對上述機械零位作一定的修正。對于安裝誤差(本實施例中稱為第一類誤差)，可以通過 精確測量得到一個固定數值，然后對上述機械零位加上或者減去該固定數值來消除安裝誤差。 對于單片機的控制誤差等因素(本實施例中稱為第二類誤差)，可以通過多次測量求平均值的
辦法予以盡量消除。比如，在單片機7第一次檢測到行程開關2的狀態發生變化并記錄了機 械零位之后，繼續按照上述確定機械零位的辦法，使桿件B 5相對于桿件A 1反向轉動，從 而使行程開關2的狀態再次發生變化并記錄第二個機械零位的位置(由于此時已經將第一個 機械零位的位置記為了零，所以第二個機械零位的位置是相對第一個機械零位的角度，例如 第二個機械零位的位置是5度)。當記錄了多個機械零位的位置之后，對上述多個機械零位的 位置求取平均值，就得到了第二類誤差值。綜合考慮第一類誤差和第二類誤差，可以通過軟 件補償，最終確定機器人關節的運動零位。
本發明實施例通過以零位擋片碰觸或者遠離行程開關的行程開關連桿來定位機器人關節 的零點，僅需一個行程開關和簡單的電路結構就可以實現對機器人關節零點的定位，大大簡 化了定位系統的結構，降低了成本。
實施例三
本發明實施例提供了一種機器人關節零點定位裝置，參見圖4，包括 判斷模塊401，用于根據行程開關的初始狀態，確定與機器人桿件B固定相連的零位擋 片的轉動方向，其中行程開關固定設于機器人桿件A的關節側。 判斷模塊401包括
判斷單元，用于確定行程開關的初始狀態，所述行程開關固定設于機器人桿件A的關節 側。具體確定行程開關的初始狀態的方法參見實施例一和二中所述。
執行單元，用于如果行程開關初始是閉合狀態，則使與機器人桿件B固定相連的零位擋
片向遠離行程開關的行程開關連桿的方向轉動；如果行程開關初始是斷開狀態，則使零位擋 片向碰觸行程開關連桿的方向轉動。參見圖1，機器人正常工作時，桿件B5相對于桿件A1的運動范圍通常小于360度。零 位擋片6設置在行程開關連桿3的一側，當桿件B 5相對于桿件A1向順時針方向轉動時， 零位擋片6將會壓迫行程開關連桿3。當零位擋片6壓迫行程開關連桿3后，行程開關2 會一直處于閉合狀態；相反地，當桿件B5相對于桿件A1向逆時針方向轉動時，零位擋片6 將會離開行程開關連桿3，當零位擋片6離開行程開關連桿3后，行程開關2會一直處于斷 開狀態。
如果行程開關2初始狀態是閉合狀態，則使桿件B5相對于桿件A1轉動，從而使零位 擋片6向遠離行程開關連桿3的方向轉動。本實施例中如果行程開關2是閉合狀態，則零位 擋片6會逆時針轉動。當零位擋片6離開行程開關連桿3的瞬間，機器人關節零點定位裝 置會檢測到行程開關2的狀態由閉合變為斷開，此時立即使關節停止轉動，此時關節4的位 置(即桿件B 5與桿件Al所成的角度)對應機械零位。相反的，如果行程開關2初始狀態 是斷開狀態，則使桿件B5相對于桿件A1轉動，從而使零位擋片6向碰觸行程開關連桿3 的方向轉動。本實施例中如果行程開關2是斷開狀態，則零位擋片6會順時針轉動。
機械零位獲取模塊402,用于在桿件B相對桿件A轉動的過程中，實時檢測行程開關的 狀態，當行程開關的狀態發生改變時，停止桿件B相對桿件A的轉動并記錄此時關節的位置 為機械零位；其中，桿件A與桿件B通過關節相連，零位擋片由矩形薄片彎成圓弧狀制成， 固定設于機器人桿件B的關節側，零位擋片的圓心位于圖1所示關節4垂直紙面的中心軸上。
當零位擋片6碰觸行程開關連桿3的瞬間，機器人關節零點定位裝置會檢測到行程開關 2的狀態由斷開變為閉合，此時立即使關節停止轉動，此時關節4的位置(即桿件B 5與桿 件A1所成的角度)對應該機器人關節的機械零位。
進一步地，本實施例裝置還包括
運動零位獲取模塊403，用于通過對機械零位補償誤差，獲取關節的運動零位。 本實施例中機械零位是本發明實施例的機器人關節零點定位系統獲取的機器人關節零點 的理論值，與零位擋片6和行程開關2的安裝位置有關。考慮到安裝誤差、控制誤差等因素， 上述機械零位并不一定與機器人關節的運動零點重合，為了盡可能地消除誤差，需要對上述 機械零位作一定的修正。具體補償誤差的方法參見實施例一和二中所述，此處不再贅述。通 過對機械零位補償誤差，可以最終確定機器人關節的運動零位。
本發明實施例裝置通過零位擋片碰觸或者遠離行程開關的行程開關連桿來定位機器人關 節的零點，使得零點定位系統僅需一個行程開關和簡單的電路結構就可以實現對機器人關節 零點的定位，大大簡化了系統結構，降低了成本。本發明實施例可以利用軟件實現，相應的軟件程序可以存儲在可讀取的存儲介質中，例 如，微控制器的硬盤、緩存或光盤中。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，采用光電開關或者霍爾開 關替換上述的行程開關，并同時替換零位擋片為帶孔擋片或者磁片也可以實現本發明，凡在 本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護 范圍之內。
權利要求
1.一種機器人關節零點定位系統，其特征在于，包括行程開關、轉動方向檢測裝置、微控制器和零位擋片，所述行程開關固定設于機器人桿件A的關節側；所述轉動方向檢測裝置與所述關節的電機相連，用于檢測所述關節的轉動方向；所述微控制器與所述行程開關相連，同時通過驅動與所述電機和所述轉動方向檢測裝置電氣連接，用于讀取所述轉動方向檢測裝置檢測出的所述關節的轉動方向，通過所述電機控制機器人桿件B相對桿件A的轉動；在所述桿件B相對桿件A轉動的過程中，實時檢測行程開關的狀態，當所述狀態發生改變時，停止所述桿件B相對桿件A的轉動并記錄此時關節的位置為機械零位；所述零位擋片由薄片彎成圓弧狀制成，固定設于機器人桿件B的關節側，用于在隨所述桿件B相對桿件A轉動時碰觸或者遠離所述行程開關的行程開關連桿，所述零位擋片的圓心位于所述關節的中心軸上；其中，所述桿件A與所述桿件B通過所述關節相連。
2. 如權利要求1所述的一種機器人關節零點定位系統，其特征在于， 所述轉動方向檢測裝置，還用于檢測所述關節的轉角；所述微控制器還包括補償模塊，用于根據所述轉角對所述機械零位補償誤差，獲取所述 關節的運動零位。
3. —種機器人關節零點定位方法，其特征在于，包括以下步驟根據行程開關的初始狀態，確定與機器人桿件B固定相連的零位擋片的轉動方向，其中 所述行程開關固定設于機器人桿件A的關節側；在所述桿件B相對桿件A轉動的過程中，實時檢測行程開關的狀態，當所述狀態發生改 變時，停止所述桿件B相對桿件A的轉動并記錄此時關節的位置為機械零位；其中，所述桿件A與所述桿件B通過所述關節相連，所述零位擋片為彎成圓弧狀的薄片， 固定設于機器人桿件B的關節側，所述零位擋片的圓心位于所述關節的中心軸上。
4. 如權利要求3所述的機器人關節零點定位方法，其特征在于，所述根據行程開關的初始狀態，確定與機器人桿件B固定相連的零位擋片的轉動方向，具體為-確定行程開關的初始狀態；如果所述行程開關初始是閉合狀態，則使與機器人桿件B固定相連的零位擋片向遠離所 述行程開關的行程開關連桿的方向轉動；如果所述行程開關初始是斷開狀態，則使所述零位擋片向碰觸所述行程開關連桿的方向轉動。
5. 如權利要求4所述的機器人關節零點定位方法，其特征在于，所述使與機器人桿件B固定相連的零位擋片向遠離所述行程開關的行程開關連桿的方向 轉動，具體為-微控制器通過驅動使電機驅動機器人桿件B，使與機器人桿件B固定相連的零位擋片向遠離所述行程開關的行程開關連桿的方向轉動；所述使所述零位擋片向碰觸所述行程開關連桿的方向轉動，具體為-微控制器通過驅動使電機驅動機器人桿件B，使所述零位擋片向碰觸所述行程開關連桿的方向轉動。
6. 如權利要求3所述的機器人關節零點定位方法，其特征在于，所述停止所述桿件B 的轉動并記錄此時關節的位置為機械零位之后，所述方法還包括通過對所述機械零位補償誤差，獲取所述關節的運動零位。
7. —種機器人關節零點定位裝置，其特征在于，包括判斷模塊，用于根據行程開關的初始狀態，確定與機器人桿件B固定相連的零位擋片的轉動方向，其中所述行程開關固定設于機器人桿件A的關節側；機械零位獲取模塊，用于在所述桿件B相對桿件A轉動的過程中，實時檢測行程開關的 狀態，當所述狀態發生改變時，停止所述桿件B相對桿件A的轉動并記錄此時關節的位置為 機械零位；其中，所述桿件A與所述桿件B通過所述關節相連，所述零位擋片由矩形薄片彎成圓弧 狀制成，固定設于機器人桿件B的關節側，所述零位擋片的圓心位于所述關節的中心軸上。
8. 如權利要求7所述的機器人關節零點定位裝置，其特征在于，所述判斷模塊包括判斷單元，用于確定行程開關的初始狀態，所述行程開關固定設于機器人桿件A的關節執行單元，用于如果所述行程開關初始是閉合狀態，則使與機器人桿件B固定相連的零 位擋片向遠離所述行程開關的行程開關連桿的方向轉動；如果所述行程開關初始是斷開狀態， 則使所述零位擋片向碰觸所述行程開關連桿的方向轉動。
9.如權利要求7所述的機器人關節零點定位裝置，其特征在于，所述裝置還包括 運動零位獲取模塊，用于通過對所述機械零位補償誤差，獲取所述關節的運動零位。
全文摘要
本發明公開了機器人關節零點定位系統、方法和裝置，屬于機器人技術領領域。該系統包括行程開關、轉動方向檢測裝置、微控制器和零位擋片，行程開關固定設于機器人桿件A的關節側；轉動方向檢測裝置與電機相連，微控制器與行程開關相連，同時通過驅動與電機和轉動方向檢測裝置連接；零位擋片由薄片彎成圓弧狀制成，固定設于機器人桿件B的關節側；桿件A與桿件B通過關節相連。該方法包括根據行程開關的初始狀態，確定零位擋片的轉動方向；當行程開關的狀態發生改變時，停止轉動并記錄此時關節的位置為機械零位。裝置包括判斷模塊和機械零位獲取模塊。本發明簡化了系統結構，降低了成本。
文檔編號B25J19/00GK101574809SQ20091008710
公開日2009年11月11日 申請日期2009年6月16日 優先權日2009年6月16日
發明者李建璽, 段星光, 強 黃 申請人:北京華凱匯信息科技有限公司