專利名稱：機(jī)械臂定位裝置以及具有該機(jī)械臂定位裝置的機(jī)械臂的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)械臂定位裝置以及具有該機(jī)械臂定位裝置的機(jī)械臂。
背景技術(shù)：
機(jī)械臂用于代替人工從事產(chǎn)品的組裝、搬運(yùn)等工作，可以極大地節(jié)省人力。在機(jī)械臂的設(shè)計(jì)上，其定位的精度非常重要，如果機(jī)械臂的定位精度出現(xiàn)較大偏差，則機(jī)械臂將難以繼續(xù)正常工作。現(xiàn)有的機(jī)械臂一般采用馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，因此其在定位時(shí)一般采用所述馬達(dá)的回傳信號(hào)，通過對(duì)所述馬達(dá)信號(hào)計(jì)算、分析，確定所述機(jī)械臂的位置。然，隨著科技的發(fā)展，尤其是當(dāng)所需組裝或者搬運(yùn)的產(chǎn)品越來越精細(xì)、小巧的情況下，此種定位方式的定位精度越來越不符合要求。且現(xiàn)有的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)所回傳的信號(hào)均為直線運(yùn)動(dòng)信號(hào)，而機(jī)械臂的轉(zhuǎn)動(dòng)情況則是根據(jù)直線運(yùn)動(dòng)的信號(hào)通過一定算法計(jì)算出的結(jié)果，這也會(huì)增加定位精度的偏差。另外，如果驅(qū)動(dòng)馬達(dá)本身存在驅(qū)動(dòng)偏差，則機(jī)械臂的定位精度誤差將不可避免。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種具備較高定位精度的機(jī)械臂及具有該機(jī)械臂定位裝置的機(jī)械臂。一種機(jī)械臂定位裝置，用于定位機(jī)械臂的位置，所述機(jī)械臂由驅(qū)動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，所述機(jī)械臂定位裝置包括多個(gè)陀螺儀傳感器，一個(gè)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，一個(gè)存儲(chǔ)器以及一個(gè)處理器。所述陀螺儀傳感器用于感測(cè)所述機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)狀況，并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的模擬感測(cè)信號(hào)。所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器與所述陀螺儀傳感器分別相連，用于將所述陀螺儀傳感器的模擬感測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。所述存儲(chǔ)器與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連，用于存儲(chǔ)所述數(shù)字信號(hào)以及預(yù)設(shè)信息。所述處理器與所述存儲(chǔ)器以及所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)相連，用于根據(jù)所數(shù)字信號(hào)計(jì)算所述機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)，確定所述機(jī)械臂的實(shí)際位置，并將所述機(jī)械臂的實(shí)際位置與所述預(yù)設(shè)信息相比較，確定機(jī)械臂是否精確定位，如果定位存在偏差，則根據(jù)所述偏差向所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)。一種機(jī)械臂，其包括多個(gè)活動(dòng)臂以及多個(gè)用于驅(qū)動(dòng)所述活動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)， 所述多個(gè)活動(dòng)臂首尾可活動(dòng)相連，所述機(jī)械臂還包括多個(gè)陀螺儀傳感器，一個(gè)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，一個(gè)存儲(chǔ)器以及處理器。所述陀螺儀傳感器用于感測(cè)所述活動(dòng)臂的運(yùn)動(dòng)狀況，并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的模擬感測(cè)信號(hào)。所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器與所述陀螺儀傳感器分別相連，用于將所述陀螺儀傳感器的模擬感測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。所述存儲(chǔ)器與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連，用于存儲(chǔ)所述數(shù)字信號(hào)以及預(yù)設(shè)信息。
所述處理器與所述存儲(chǔ)器以及所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)相連，用于根據(jù)所數(shù)字信號(hào)計(jì)算所述活動(dòng)臂的運(yùn)動(dòng)，確定所述活動(dòng)臂的實(shí)際位置，并將所述活動(dòng)臂的實(shí)際位置與所述預(yù)設(shè)信息相比較，確定活動(dòng)臂是否精確定位，如果定位存在偏差，則根據(jù)所述偏差向所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)。相較現(xiàn)有技術(shù)，所述的機(jī)械臂定位裝置以及具有所述機(jī)械臂定位裝置的機(jī)械臂采用所述陀螺儀傳感器對(duì)所述機(jī)械臂或其多個(gè)活動(dòng)臂的運(yùn)動(dòng)狀況進(jìn)行感測(cè)，并根據(jù)感測(cè)結(jié)果調(diào)整所述活動(dòng)臂的位置，使得所述活動(dòng)臂位于精確定位位置，故可消除直接采用所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)回傳的信號(hào)再行計(jì)算所述活動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)狀況所產(chǎn)生的誤差，同時(shí)能夠消除所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)本身的驅(qū)動(dòng)誤差，因此能夠提高所述機(jī)械臂的定位精度。


圖I是本發(fā)明機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖I的機(jī)械臂的功能模塊圖。
主要元件符號(hào)說明
機(jī)械臂100
活動(dòng)臂10
第一活動(dòng)臂11
第二活動(dòng)臂12
第三活動(dòng)臂13
操作頭14
陀螺儀傳感器20
模/數(shù)轉(zhuǎn)換器30
存儲(chǔ)器40
處理器50
驅(qū)動(dòng)馬達(dá)60
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作一具體介紹。請(qǐng)參閱圖1，所示為本發(fā)明的機(jī)械臂100的結(jié)構(gòu)示意圖，所述機(jī)械臂100包括多個(gè)活動(dòng)臂10以及多個(gè)設(shè)置于所述活動(dòng)臂10上的陀螺儀傳感器20。所述多個(gè)活動(dòng)臂10首尾可活動(dòng)地相連。本實(shí)施方式中，所述活動(dòng)臂10包括一個(gè)第一活動(dòng)臂11，一個(gè)第二活動(dòng)臂12以及一個(gè)第三活動(dòng)臂13。所述第一活動(dòng)臂11 一端可活動(dòng)地連接于一個(gè)基座15上。所述第二活動(dòng)臂12 —端與所述第一活動(dòng)臂11遠(yuǎn)離所述基座 15的一端相連，另一端與所述第三活動(dòng)臂13相連。所述第三活動(dòng)臂13的遠(yuǎn)離所述第二活動(dòng)臂12的末端設(shè)置有一個(gè)操作頭14，所述操作頭14用于產(chǎn)品(圖未示)接觸，用于組裝或者夾持產(chǎn)品。所述第一活動(dòng)臂11，第二活動(dòng)臂12以及所述第三活動(dòng)臂13通過自身或者相互配合的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)將產(chǎn)品零組件或者產(chǎn)品的夾取以及組裝。所述陀螺儀傳感器20用于感測(cè)所述活動(dòng)臂10的運(yùn)動(dòng)狀況，并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的模擬感測(cè)信號(hào)。所述陀螺儀傳感器20均為可以感測(cè)物體三維方向上的運(yùn)動(dòng)。本實(shí)施方式中，所述陀螺儀傳感器20的數(shù)量與所述活動(dòng)臂10的數(shù)量對(duì)應(yīng)，且分別設(shè)置于對(duì)應(yīng)的活動(dòng)臂10上， 每一個(gè)陀螺儀傳感器20均靠近對(duì)應(yīng)的活動(dòng)臂10的一端部。當(dāng)然所述陀螺儀傳感器20的數(shù)量也可多于所述活動(dòng)臂10的數(shù)量，以增加感測(cè)的準(zhǔn)確度。請(qǐng)參閱圖2，所述機(jī)械臂100還包括一個(gè)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器30，一個(gè)存儲(chǔ)器40，一個(gè)處理器50以及多個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)60。所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器30分別與所述陀螺儀傳感器20相連，用于將所述陀螺儀傳感器20的模擬感測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并將所述數(shù)字信號(hào)傳送至所述存儲(chǔ)器40。所述存儲(chǔ)器40與所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器30相連，用于存儲(chǔ)所述數(shù)字信號(hào)以及預(yù)設(shè)信息。所述預(yù)設(shè)信息包括所述機(jī)械臂100的定位位置信息以及所述用于驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)60 的驅(qū)動(dòng)程序等信息。所述處理器50與所述存儲(chǔ)器40相連，用于根據(jù)所數(shù)字信號(hào)計(jì)算所述活動(dòng)臂10的運(yùn)動(dòng)，確定所述活動(dòng)臂10的位置，并根據(jù)所述位置確定活動(dòng)臂10是否精確定位，如果定位存在偏差，則根據(jù)所述偏差向所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)60發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)。具體地，所述處理器50將所述計(jì)算出的所述活動(dòng)臂10的實(shí)際位置與所述存儲(chǔ)器40內(nèi)存儲(chǔ)的所述活動(dòng)臂的定位位置信息相比較，以確定機(jī)械臂100是否定位精確以及存在的定位偏差量，根據(jù)所述偏差量計(jì)算所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的補(bǔ)償量。所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)60根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述活動(dòng)臂10運(yùn)動(dòng)，使所述機(jī)械臂100 位于精確定位位置。本實(shí)施方式中，所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)60為步進(jìn)馬達(dá)或者線性馬達(dá)。在使用時(shí)，所述處理器50首先根據(jù)預(yù)設(shè)的驅(qū)動(dòng)程序控制所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)所述活動(dòng)臂10，使得所述機(jī)械臂100位于預(yù)定的工作位置；在此過程中，所述陀螺儀傳感器20 感測(cè)所述活動(dòng)臂10的實(shí)際運(yùn)動(dòng)狀況；所述處理器50根據(jù)所述實(shí)際運(yùn)動(dòng)狀況計(jì)算所述機(jī)械臂100實(shí)際所處位置，并將所述機(jī)械臂100實(shí)際所處位置與所述存儲(chǔ)器40內(nèi)預(yù)設(shè)的機(jī)械臂 100的定位位置信息相比較，確定所述機(jī)械臂100是否位于精確定位位置，如果所述機(jī)械臂 100實(shí)際所處位置相較于所述精確定位位置存在偏差，則根據(jù)所述偏差計(jì)算所需的補(bǔ)償量， 并根據(jù)所述補(bǔ)償量向所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)60發(fā)出對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)60根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述活動(dòng)臂10運(yùn)動(dòng)。應(yīng)當(dāng)指出，上述各步驟可重復(fù)進(jìn)行，直至所述機(jī)械臂100 位于精確定位位置，當(dāng)然，所述精確定位位置可以根據(jù)所述機(jī)械臂100的具體工作位置的個(gè)數(shù)而預(yù)設(shè)多個(gè)對(duì)應(yīng)所述工作位置的不同的精確定位位置。所述的機(jī)械臂采用所述陀螺儀傳感器對(duì)所述活動(dòng)臂的運(yùn)動(dòng)狀況進(jìn)行感測(cè)，并根據(jù)感測(cè)結(jié)果調(diào)整所述活動(dòng)臂的位置，使得所述活動(dòng)臂位于精確定位位置，故可消除直接采用所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)回傳的信號(hào)再行計(jì)算所述活動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)狀況所產(chǎn)生的誤差，同時(shí)能夠消除所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)本身的驅(qū)動(dòng)誤差，因此能夠提高所述機(jī)械臂的定位精度。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，當(dāng)然，這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)械臂定位裝置，用于定位機(jī)械臂的位置，所述機(jī)械臂由驅(qū)動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，所述機(jī)械臂定位裝置包括多個(gè)陀螺儀傳感器，一個(gè)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，一個(gè)存儲(chǔ)器以及一個(gè)處理器；所述陀螺儀傳感器用于感測(cè)所述機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)狀況，并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的模擬感測(cè)信號(hào)；所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器與所述陀螺儀傳感器分別相連，用于將所述陀螺儀傳感器的模擬感測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；所述存儲(chǔ)器與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連，用于存儲(chǔ)所述數(shù)字信號(hào)以及預(yù)設(shè)信息；所述處理器與所述存儲(chǔ)器以及所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)相連，用于根據(jù)所數(shù)字信號(hào)計(jì)算所述機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)，確定所述機(jī)械臂的實(shí)際位置，并將所述機(jī)械臂的實(shí)際位置與所述預(yù)設(shè)信息相比較，確定機(jī)械臂是否精確定位，如果定位存在偏差，則根據(jù)所述偏差向所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
2.如權(quán)利要求I所述的機(jī)械臂定位裝置，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)為步進(jìn)馬達(dá)或者線性馬達(dá)。
3.如權(quán)利要求I所述的機(jī)械臂定位裝置，其特征在于所述預(yù)設(shè)信息包括所述機(jī)械臂的定位位置信息以及所述用于驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)程序。
4.一種機(jī)械臂，其包括多個(gè)活動(dòng)臂以及多個(gè)用于驅(qū)動(dòng)所述活動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，所述多個(gè)活動(dòng)臂首尾可活動(dòng)相連，其改進(jìn)在于所述機(jī)械臂還包括多個(gè)陀螺儀傳感器，一個(gè)模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器，一個(gè)存儲(chǔ)器以及一個(gè)處理器；所述陀螺儀傳感器用于感測(cè)所述活動(dòng)臂的運(yùn)動(dòng)狀況，并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的模擬感測(cè)信號(hào)；所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器與所述陀螺儀傳感器分別相連，用于將所述陀螺儀傳感器的模擬感測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；所述存儲(chǔ)器與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連，用于存儲(chǔ)所述數(shù)字信號(hào)以及預(yù)設(shè)信息；所述處理器與所述存儲(chǔ)器以及所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)相連，用于根據(jù)所數(shù)字信號(hào)計(jì)算所述活動(dòng)臂的運(yùn)動(dòng)，確定所述活動(dòng)臂的實(shí)際位置，并將所述活動(dòng)臂的實(shí)際位置與所述預(yù)設(shè)信息相比較，確定活動(dòng)臂是否精確定位，如果定位存在偏差，則根據(jù)所述偏差向所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
5.如權(quán)利要求4所述的機(jī)械臂，其特征在于所述活動(dòng)臂包括一個(gè)第一活動(dòng)臂，一個(gè)第二活動(dòng)臂以及一個(gè)第三活動(dòng)臂，所述第二活動(dòng)臂一端與所述第一活動(dòng)臂相連，另一端與所述第三活動(dòng)臂相連，所述陀螺儀傳感器分別設(shè)置于所述第一活動(dòng)臂，所述第二活動(dòng)臂以及所述第三活動(dòng)臂的一個(gè)端部。
6.如權(quán)利要求5所述的機(jī)械臂，其特征在于所述第三活動(dòng)臂的遠(yuǎn)離所述第二活動(dòng)臂的末端設(shè)置有一個(gè)操作頭。
7.如權(quán)利要求5所述的機(jī)械臂，其特征在于還包括一個(gè)基座，所述第一活動(dòng)臂遠(yuǎn)離所述第二活動(dòng)臂的一端可活動(dòng)地連接于所述基座上。
8.如權(quán)利要求4所述的機(jī)械臂，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)為步進(jìn)馬達(dá)或者線性馬達(dá)。
9.如權(quán)利要求4所述的機(jī)械臂，其特征在于所述預(yù)設(shè)信息包括所述機(jī)械臂的定位位置信息以及所述用于驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)程序。
全文摘要
一種機(jī)械臂定位裝置包括多個(gè)陀螺儀傳感器，一個(gè)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，一個(gè)存儲(chǔ)器以及一個(gè)處理器。該陀螺儀傳感器用于感測(cè)該機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)狀況，并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的模擬感測(cè)信號(hào)。該模/數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將該陀螺儀傳感器的模擬感測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。該存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)該數(shù)字信號(hào)以及預(yù)設(shè)信息。該處理器用于根據(jù)所數(shù)字信號(hào)計(jì)算該機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)，確定該機(jī)械臂的實(shí)際位置，并將該機(jī)械臂的實(shí)際位置與該預(yù)設(shè)信息相比較，確定機(jī)械臂是否精確定位，如果定位存在偏差，則根據(jù)該偏差發(fā)出對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。本發(fā)明還涉及一種具有該機(jī)械臂定位裝置的機(jī)械臂。
文檔編號(hào)B25J18/00GK102601800SQ20111002172
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月19日
發(fā)明者辜炳翰 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司