[发明专利]一种用于标定多机器人系统基坐标系的方法及其设备

说明书

技术领域

本发明涉及空调技术领域，更具体的涉及一种用于标定多机器人系统基坐标系的方法及其设备。

背景技术

目前，多机器人协调操作系统已成为机器人领域的研究热点。针对许多复杂的装配任务，多机器人协调操作系统提供了便捷、有效的途径。

在多机器人系统中，每个机器人在执行作业任务时需要知道其他机器人的位置，即确定其他机器人的基坐标系与自己的基坐标系间的相对位姿。然而，在传统的机器人系统中，机器人已事先安装在固定的位置，一旦机器人发生移动，原有的标定结果将不再适用，需要重新采用精密的仪器进行标定，费时费力，且精密仪器的价格昂贵。多机器人的标定大多是通过精密仪器测量，其不足之处有：⑴灵活性差，效率低；⑵步骤复杂，操作性差；⑶仪器设备价格昂贵，成本高。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是实现多机器人系统自动完成移动后坐标标定，具体来说，本发明提供了一种用于标定多机器人系统基坐标系的方法。本发明还提供了一种能够实现上述方法的用于标定多机器人系统基坐标系的设备。

本发明提供的用于标定多机器人系统基坐标系的方法，步骤如下：

S1、将两个或两个以上相互间有协作关系的机器人按其协作关系分组，每两个机器人一组建立双机器人基坐标系间的约束关系；

S2、在步骤S1建立的其中一组双机器人基坐标系中，设定其中一个机器人为主机器人，其机器人基坐标系为主机器人基坐标系，另一个为从机器人，其机器人基坐标系为从机器人基坐标系；

S3、根据步骤S1建立的双机器人基坐标系的约束关系，采用安装在机器人末端的对位工具，进行对准定位，在主机器人基坐标系和从机器人基坐标系下获取对位点的坐标值；

S4、根据步骤S3中获取的对位点的坐标值与双机器人基坐标系间的约束关系，运算求出从机器人基坐标的位姿关系，完成双机器人基坐标系的标定；

S5、在步骤S1的其他组双机器人基坐标系中，重复上述步骤S2到S4，完成多机器人系统的基坐标系的标定。

优选地，在所述步骤S1中，根据双机器人各自的基坐标系，采用其中一个机器人的基坐标系作为世界坐标系，得出另一个机器人的基坐标系关于世界坐标系的变换关系，将此变换关系作为双机器人基坐标系间的约束关系。

优选地，所述的步骤S3的具体过程为：

S3-1、在每台机器人上安装对位工具，得到对位工具末端在各自机器人基坐标系中的位置；

S3-2、为从机器人设置标定时对位工具所要到达的对位点，且该点集中的所有的点都在主机器人和从机器人的工作空间重叠区域内；

S3-3、将从机器人的对位工具末端运动到对位点集中的每一点，再将主机器人对位工具末端依次与从机器人对位工具末端接触，实现对准定位；通过主机器人示教盒读取对位点的坐标值，并记录。

优选地，所述的步骤S4的运算具体过程为：

S4-1、在从机器人基坐标系中，在机器人基座转轴平面上设定对位点P1、P2、P3，沿垂直该平面的方向再取一点P4；

S4-2、通过点P1、P2、P3和P4的三维坐标运算得到该平面在其垂线方向的相对高度；

S4-3、通过在从机器人基坐标系中对位点的坐标值及其平面在其垂线方向的相对高度与在主机器人基坐标系下获取的对位点的坐标值进行对比求出从机器人基坐标的位姿关系。

本发明还提供了一种用于标定多机器人系统基坐标系的设备，包括：

两个或两个以上相互间有协作关系的机器人；

所述每个机器人末端安装有对位工具；

所述对位工具包括传感器、蜂鸣器、固定座和顶帽，其中，固定座固定设置在机器人末端，传感器和蜂鸣器固定立在固定座上，顶帽固定设在传感器和蜂鸣器外侧；

所述对位工具与机器人系统连接。

优选地，所述对位工具包括的传感器为激光传感器，顶帽对外侧的头部收缩呈尖顶，顶帽对内侧与传感器和蜂鸣器接触部分扩张呈喇叭口。

本发明的有益效果是：

1)操作简单，效率高：本发明中提供的用于标定多机器人系统基坐标系的方法及其设备能够在设备安装完成后自动完成多机器人系统的重新标定，尤其是各机器人每次工作后，由于位移不可避免，所以几乎都有必要进行重新标定，采用本方案中的方法和设备就可以自动并快捷的完成标定。