[发明专利]一种基于PSD传感器的协作机器人基坐标标定方法

权利要求书

1.一种基于PSD传感器的协作机器人标定方法其特征在于方法按照以下进行：

S1、建立工业机器人a(1)与工业机器人b(6)基坐标系齐次变矩阵，确定机器人a(1)与机器人(b)的空间约束关系。将PSD接收装置(3)与激光发射器(4)分别安装在机器人a末端法兰(2)与机器人b的末端法兰(5)上；

S2、根据第一步建立的空间约束关系，操作两机器人进行对接，保证激光发射器(4)发出的三束正交激光可以打到PSD接受装置(3)的PSD感光面(311)上；

S3、然后根据三个PSD感光面(311)获得的位置信息计算出激光发射器三束正交激光的交点，及激光器坐标器原点O₄坐标(a,b,c)；

在PSD接收装置(3)坐标系X_O_Y面激光点A₁的位置坐标(x₁,y₁,0)；在PSD接收装置坐标系X_O_Z面激光点A₂的位置坐标(x₂,0,z₂)；在PSD接收装置坐标系Y_O_Z面激光点A3的位置坐标(0,x₃,z₃)；可以建立方程：

求解该方程可以求得激光器坐标O₄原点在PSD接受装置坐标系{T₁}下的坐标(a，b，c)。

S4、通过计算求得的激光器坐标原点O₄(a,b,c),以及在PSD接收装置(3)坐标系X_O_Y面激光点A₁的位置坐标(x₁,y₁,0)；在PSD接收装置坐标系X_O_Z面激光点A₂的位置坐标(x₂,0,z₂)；在PSD接收装置坐标系Y_O_Z面激光点A₃的位置坐标(0,x₃,z₃)；可以计算出激光坐标系{T₂}在PSD接受装置坐标系{T₁}的X轴、Y轴、Z轴的单位向量：

S5、求得PSD接受端坐标系{T₁}与激光发射器发射端坐标系{T₂}的其次变换矩阵

式中，表示旋转矩阵，表示位移矩阵；θ表示两坐标系X轴的夹角；ψ表示两坐标系Y轴的夹角；φ表示两坐标系Z轴的夹角；

S6、记录两工业机器人各关节角度，求得工业机器人a的基坐标系{B₁}到PSD接收装置坐标系{T₁}的齐次变换矩阵工业机器人b的基坐标系{B₂}到激光发射发射端坐标系{T₂}的齐次变换矩阵在根据已经求得的PSD接受端坐标系{T₁}与激光发射器发射端坐标系{T₂}的其次变换矩阵从而获得工业机器人a的基坐标系{B₁}与工业机器人b的基坐标系{B₂}的坐标关系。

S7、在不同空间点处重复上述六个步骤，完成协作机器人基坐标系的标定。

2.根据权利要求1所述一种基于PSD传感器的协作机器人标定方法采取以下装置，其特征在于：包括：PSD接收装置(3)、激光发射器(4)、PSD传感器(31)、接收端工装底座(32)、三束激光发射器(41)、激光工装底座(42)、PSD感光面(311)、蓝牙信号发射端(312)；所述接受端工装底座(32)通过锁紧装置平行安装与机器人a末端法兰(2)。激光发射器(4)发射出的三束激光可以通过PSD感光面(311)接收。

3.根据权利要求2所述的一种基于PSD传感器的协作机器人标定方法法采取以下装置,其特征在于：所述PSD信号接收器(3)，由三个PSD传感器(31)安装在接收端工装底座(42)上，接收端工装底座(42)三个工装面相互正交，PSD感光面(311)与接收端工装底座(42)平行。三个PSD感光面(311)相互正交形成三维坐标系。蓝牙信号发射端(312)将三个PSD感光面(311)接受到的位置信息传输到电脑端。

4.根据权利要求2所述的一种基于PSD传感器的协作机器人标定方法法采取以下装置,其特征在于：用三个PSD传感器(31)与三束激光在两机器人的末端形成两个单独坐标系，通过位置信息构建两坐标系的转换关系。