技术领域
[0001] 本实用新型涉及机器人标定技术领域，特别是一种多机器人基坐标系几何标定工装。
背景技术
[0002] 随着自动化程度的提高，特别是机器人行业的快速兴起，使得整个制造业从人参与协作加工到无人化全自动生产方向前进，技术的一次次革新刺激着新型
机器人技术在工业科研等行业的广泛应用，而机器人标定作为关乎机器人
精度的一项重要技术，受到广大科研机构的极大重视，其标定工具的多功能性、便携性，以及标定方法的简易、方便、通用性等问题成为了新时代机器人行业研究的一项重要难题。
[0003] 对于机器人基坐标标定，现有最常用的是借助外部设备如激光
跟踪仪或双相机，通过照射跟踪对方机器人标识点从而获得两机器人末端之间的
位姿转换关系，该种方法所采用的仪器一般都是进口产品，价格特别昂贵，而且对操作人员的技术要求过高，需要进行长时间的前期培训，不仅如此，其对应用场合也有一定的局限性。此外，候抑强、王天琪等人提出的“基于公共靶标的三点两步法”虽然操作方便、满足双机器人基坐标标定精度要求，但其仅适用于双机器人协作场合，且该双机器人必须具备
工作空间具有交集的情形。而
专利申请号为CN201710704692.1的《基于拉线
编码器的机器人几何标定方法》采用拉线编码器进行单机器人几何标定，该专利提出了一种对
机器人本体几何结构参数辨识的方法，简便易行，但是其仅适合单机器人本体标定而无法进行双机器人甚至多机器人基坐标标定。实用新型内容
[0004] 本实用新型所要解决的技术问题是针对上述
现有技术的不足，提供一种多机器人基坐标系几何标定工装。
[0005] 本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：
[0006] 一种多机器人基坐标系几何标定工装，包括
基板、
吸附在所述基板表面上的吸磁
基座、与机器人连接的拉线测量装置和导杆，所述吸磁基座与所述导杆的下端活动连接，所述拉线测量装置与所述导杆的上端活动连接。
[0007] 本实用新型的有益效果是：通过吸磁基座与基板的吸附和分离，既可以实现整个标定工装在标定时的稳定，保证标定的准确性，又可以方便拆卸，便携实用；通过拉线测量装置与导杆的活动连接，既可以方便调整标定工装的
姿态，选取多个标定点，又可以方便拉线测量装置的固定，保证标定的
稳定性和准确性，整个标定工装结构简单，便携实用，操作简单，成本低，通用性强，适合于不同场合下的机器人标定，具有较高的市场应用价值。
[0008] 在上述技术方案的
基础上，本实用新型还可以做如下改进：
[0009] 进一步：所述吸磁基座包括吸磁
基台、吸磁旋钮、松紧轴套和旋转
锁定旋钮，所述吸磁基台设置在所述吸磁基座上，所述吸磁旋钮设在所述吸磁基台的一侧并用于控制所述吸磁基台与所述基板的吸附与分离，所述松紧轴套通过所述旋转锁定旋钮活动连接在所述吸磁基台上，所述导杆的下端套设于所述松紧轴套中，通过所述旋转锁定旋钮可调节所述导杆的位姿和松紧状态。
[0010] 上述进一步方案的有益效果是：通过吸磁基台与基板的
磁场效应，并通过吸磁旋钮的调节，实现吸磁基台与基板的吸附与分离，方便吸磁基台的固定和便携式使用，通过旋转锁定旋钮可以调节松紧轴套的松紧，进而调节导杆的松紧状态，当松紧轴套调松后，可调节导杆的长度和导杆在竖直平面内的偏转方向，方便确定标定工装基坐标系和调节标定工装不同的标定姿态，便于对机器人基坐标系的标定。
[0011] 进一步：所述吸磁基台由
磁性材料制成。
[0012] 上述进一步方案的有益效果是：通过磁性材料制成的吸磁基台，便于与基板进行吸附和分离，方便吸磁基台的固定和便携式使用。
[0013] 进一步：所述松紧轴套包括第一夹持部和第二夹持部，所述第一夹持部的一端与所述第二夹持部的一端固定连接并形成贯通的夹持口，所述导杆贯穿于所述夹持口内，所述第一夹持部的另一端与所述第二夹持部的另一端并排间隔设置，且二者均设有供所述旋转锁定旋钮穿过的通孔，转动所述旋转锁定旋钮可调节所述第一夹持部的另一端与所述第二夹持部的另一端之间的距离，以调节所述导杆的位姿和松紧状态。
[0014] 上述进一步方案的有益效果是：通过第一夹持部和第二夹持部便于设置夹持口，实现对导杆的夹持，而通过第一夹持部的另一端和第二夹持部的另一端的通孔，便于旋转锁定旋钮穿过，并便于通过旋转锁定旋钮来调节第一夹持部的另一端与第二夹持部的另一端之间的距离，即松紧轴套只需要通过旋转锁定旋钮的拧紧和拧松而发生形变，即可实现调节导杆的位姿和松紧状态，例如导杆的长度和偏转方向，结构简单易行。
[0015] 进一步：所述旋转锁定旋钮的一端设有
螺纹杆，所述吸磁基台上与所述旋转锁定旋钮对应
位置处设有与其相匹配的螺纹
盲孔，所述螺纹杆穿过所述第一夹持部的另一端与所述第二夹持部的另一端的所述通孔，并通过所述螺纹盲孔与所述吸磁基台
螺纹连接。
[0016] 上述进一步方案的有益效果：通过旋转锁定旋钮的螺纹杆的拧松和拧紧，便于调节导杆的位姿和松紧状态。
[0017] 进一步：所述吸磁基座上与所述松紧轴套同侧还设有竖直限位
块和
水平限位块，当所述导杆通过所述旋转锁定旋钮偏转至竖直方向时，所述导杆的下端恰好与所述竖直限位块相抵接，当所述导杆通过所述旋转锁定旋钮偏转至水平方向时，所述导杆的下部恰好与所述水平限位块相抵接。
[0018] 上述进一步方案的有益效果：为便于确定标定工装基坐标系，需要确定标定工装基坐标系的原点和坐标轴的方向，通过竖直限位块和水平限位块，便于导杆偏转至竖直方向和水平方向，便于选取标定工装在竖直方向和水平方向上的标定点，进而确定标定工装基坐标系在竖直方向和水平方向上的坐标轴，最终确定标定工装基坐标系。
[0019] 进一步：所述拉线测量装置包括拉绳
传感器和安装滑座，所述拉绳传感器固定于所述安装滑座的一侧，且所述拉绳传感器通过拉绳与所述机器人连接，所述安装滑座套接在所述导杆的上并可沿着所述导杆上下滑动。
[0020] 上述进一步方案的有益效果是：通过拉绳传感器与机器人连接，可以实时获取机器人在运动时与标定工装之间的绳长，便于建立运动学求解模型，进而获取标定工装与机器人之间的相对位置关系，得到标定工装相对于机器人坐标系的位置，拉绳传感器工作场合限制少，通用性强；而通过可上下滑动的安装滑座，实现拉绳传感器的上下滑动，便于获得标定工装在竖直方向上的不同的标定点，进而方便确定标定工装相对于机器人坐标系的位置。
[0021] 进一步：所述拉绳传感器通过多个
螺栓固定在所述安装滑座的一侧。
[0022] 上述进一步方案的有益效果是：通过多个螺栓固定拉绳传感器，使得拉绳传感器固定更佳，保证拉绳传感器在与机器人连接时更稳定，保证标定的准确性。
[0023] 进一步：所述安装滑座的另一侧还设有
定位孔，所述安装滑座通过穿过所述定位孔的固定螺钉固定在所述导杆上。
[0024] 上述进一步方案的有益效果是：由于安装滑座可沿着导杆上下滑动，因此可通过定位孔和固定螺钉将安装滑座固定在导杆上，从而方便确定拉绳传感器在标定工装基坐标系竖直方向上的具体位置坐标，进而方便确定标定工装在标定过程中相对于机器人坐标系的位置。
[0025] 进一步：所述基板由刚性材料制成。
[0026] 上述进一步方案的有益效果：刚性材料具有较佳的抵抗
变形的性能，可以保证标定工装在标定过程中的稳定性，从而保证标定的精度，采用刚性材料制成，例如金属
铁，既可以保证稳定性，还可以方便与吸磁基座的吸附与分离，便携使用，通用性强。
附图说明
[0027] 图1为本实用新型的标定工装的结构示意图；
[0028] 图2为本实用新型标定工装中的吸磁基座的结构示意图；
[0029] 图3为本实用新型标定工装中的松紧轴套的结构示意图。
[0030] 附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0031] 1、吸磁基座，2、拉线测量装置，3、基板，4、导杆，11、吸磁基台，12、吸磁旋钮，13、松紧轴套，14、竖直限位块，15、水平限位块，16、旋转锁定旋钮，21、拉绳传感器，22、安装滑座，23、固定螺钉，24、定位孔,131、第一夹持部，132、第二夹持部，133、夹持口，134、通孔。
具体实施方式
[0032] 以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。基于本实用新型中的
实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0033] 实施例、如图1-3所示，一种多机器人基坐标系几何标定工装，包括基板3、吸附在所述基板3表面上的吸磁基座1、与机器人连接的拉线测量装置2和导杆4，所述吸磁基座1与所述导杆4的下端活动连接，所述拉线测量装置2与所述导杆4的上端活动连接。
[0034] 本实用新型的标定工装通过吸磁基座与基板的吸附和分离，既可以实现整个标定工装在标定时的稳定，保证标定的准确性，又可以方便拆卸，便携实用；通过拉线测量装置与导杆的活动连接，既可以方便调整标定工装的姿态，选取多个标定点，又可以方便拉线测量装置的固定，保证标定的稳定性和准确性，整个标定工装结构简单，便携实用，操作简单，成本低，通用性强，适合于不同场合下的机器人标定，具有较高的市场应用价值。
[0035] 优选地，如图1和图2所示，所述吸磁基座1包括吸磁基台11、吸磁旋钮12、松紧轴套13和旋转锁定旋钮16，所述吸磁基台11设置在所述吸磁基座1上，所述吸磁旋钮12设在所述吸磁基台11的一侧并用于控制所述吸磁基台11与所述基板3的吸附与分离，所述松紧轴套
13可通过所述旋转锁定旋钮16活动连接在所述吸磁基台11上，所述导杆4的下端套设于所述松紧轴套13中，通过所述旋转锁定旋钮16可调节所述导杆4的位姿和松紧状态。
[0036] 通过吸磁基台与基板的磁场效应，并通过吸磁旋钮的调节，实现吸磁基台与基板的吸附与分离，方便吸磁基台的固定和便携式使用，通过旋转锁定旋钮可以调节松紧轴套的松紧，进而调节导杆的松紧状态，当松紧轴套调松后，可调节导杆的长度和导杆在竖直平面内的偏转方向，方便确定标定工装基坐标系和调节标定工装不同的标定姿态，便于对机器人基坐标系的标定。
[0037] 优选地，所述吸磁基台11由磁性材料制成。
[0038] 通过磁性材料制成的吸磁基台，便于与基板进行吸附和分离，方便吸磁基台的固定和便携式使用。
[0039] 优选地，所述松紧轴套13包括第一夹持部131和第二夹持部132，所述第一夹持部131的一端与所述第二夹持部132的一端固定连接并形成贯通的夹持口133，所述导杆4贯穿于所述夹持口133内，所述第一夹持部131的另一端与所述第二夹持部132的另一端并排间隔设置，且二者均设有供所述旋转锁定旋钮16穿过的通孔134，转动所述旋转锁定旋钮16可调节所述第一夹持部131的另一端与所述第二夹持部132的另一端之间的距离，以调节所述导杆的位姿和松紧状态。
[0040] 通过第一夹持部和第二夹持部便于设置夹持口，实现对导杆的夹持，而通过第一夹持部的另一端和第二夹持部的另一端的通孔，便于旋转锁定旋钮穿过，并便于通过旋转锁定旋钮来调节第一夹持部的另一端与第二夹持部的另一端之间的距离，即松紧轴套只需要通过旋转锁定旋钮的拧紧和拧松而发生形变，即可实现调节导杆的位姿和松紧状态，例如导杆的长度和偏转方向，结构简单易行。
[0041] 本实施例的松紧轴套为U型，如图3所示。
[0042] 优选地，如图2所示，所述旋转锁定旋钮16的一端设有螺纹杆，所述吸磁基台上与所述旋转锁定旋钮对应位置处设有与其相匹配的螺纹盲孔，所述螺纹杆16穿过所述第一夹持部131的另一端与所述第二夹持部132的另一端的所述通孔134，并通过所述螺纹盲孔与所述吸磁基台11螺纹连接。
[0043] 通过旋转锁定旋钮的螺纹杆的拧松和拧紧，便于调节导杆的位姿和松紧状态。
[0044] 优选地，如图1和图2所示，所述吸磁基座1上与所述松紧轴套13同侧还设有竖直限位块14和水平限位块15，当所述导杆4通过所述旋转锁定旋钮16偏转至竖直方向时，所述导杆4的下端恰好与所述竖直限位块14相抵接，当所述导杆4通过所述旋转锁定旋钮16偏转至水平方向时，所述导杆4的下部恰好与所述水平限位块15相抵接。
[0045] 为便于确定标定工装基坐标系，需要确定标定工装基坐标系的原点和坐标轴的方向，通过竖直限位块和水平限位块，便于导杆偏转至竖直方向和水平方向，便于选取标定工装在竖直方向和水平方向上的标定点，进而确定标定工装基坐标系在竖直方向和水平方向上的坐标轴，最终确定标定工装基坐标系。
[0046] 优选地，如图1所示，所述拉线测量装置2包括拉绳传感器21和安装滑座22，所述拉绳传感器21固定于所述安装滑座22的一侧，且所述拉绳传感器通过拉绳与所述机器人连接，所述安装滑座22套接在所述导杆4的上并可沿着所述导杆4上下滑动。
[0047] 通过拉绳传感器与机器人连接，可以实时获取机器人在运动时与标定工装之间的绳长，便于建立运动学求解模型，进而获取标定工装与机器人之间的相对位置关系，得到标定工装相对于机器人坐标系的位置，拉绳传感器工作场合限制少，通用性强；而通过可上下滑动的安装滑座，实现拉绳传感器的上下滑动，便于获得标定工装在竖直方向上的不同的标定点，进而方便确定标定工装相对于机器人坐标系的位置。
[0048] 优选地，如图1所示，所述拉绳传感器21通过多个螺栓固定在所述安装滑座22的一侧。
[0049] 通过多个螺栓固定拉绳传感器，使得拉绳传感器固定更佳，保证拉绳传感器在与机器人连接时更稳定，保证标定的准确性。
[0050] 优选地，如图1所示，所述安装滑座22的另一侧还设有定位孔24，所述安装滑座22通过穿过所述定位孔24的固定螺钉23固定在所述导杆4上。
[0051] 由于安装滑座可沿着导杆上下滑动，因此可通过定位孔和固定螺钉将安装滑座固定在导杆上，从而方便确定拉绳传感器在标定工装基坐标系竖直方向上的具体位置坐标，进而方便确定标定工装在标定过程中相对于机器人坐标系的位置。
[0052] 优选地，所述基板3由刚性且可与所述吸磁基座1相互吸引的材料制成。刚性材料具有较佳的抵抗变形的性能，可以保证标定工装在标定过程中的稳定性，从而保证标定的精度，采用刚性且可与吸磁基座相互吸引的材料制成，例如金属铁，既可以保证稳定性，还可以方便便携使用，通用性强。
[0053] 采用本实用新型的标定工装进行多机器人基坐标系标定的工作原理如下：调整标定工装于多个标定点，并将拉线测量装置与待标定机器人的末端相连；通过
示教器控制待标定机器人依次运动到多个示教点，并获取多个待标定机器人的末端位置及多个标定点与示教点之间的绳长；根据多个待标定机器人的末端位置及多个绳长，联立运动学方程，并求解多个标定点相对于待标定机器人基坐标系的位置；根据多个标定点相对于待标定机器人基坐标系的位置，联立齐次变换矩阵方程，获取标定工装相对于待标定机器人基坐标系的位姿变换矩阵；其中，标定点的数量至少为三个,且标定点分布于标定工装基坐标系的至少两个坐标轴上。
[0054] 当对双机器人基坐标系进行标定时，采用上述同样的方法分别求解出标定工装相对于两个机器人基坐标系之间的位姿变换矩阵，并通过矩阵变换，求解出两个机器人基坐标系之间的双机器人目标位姿变换矩阵；当对多机器人基坐标系进行标定时(大于两个机器人)，同样地，采用上述方法分别求解出标定工装相对于每一个机器人基坐标系之间的位姿变换矩阵，并通过矩阵变换，可求解出机器人基坐标系两两之间的多机器人目标位姿变换矩阵。
[0055] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
