專利名稱：一種多關節機械手詢零裝置及方法
技術領域：
本發明涉及機械手技術領域，具體地講，是指一種多關節機械手詢零裝置及方法。
背景技術：
現有的機械手是采用絕對編碼器，在機械手上電后，通過絕對編碼器獲得機械手各關節位置信息，從而計算出機械手各連桿的位置與姿態。這種方式，碼盤結構復雜，且成本聞。

發明內容
本發明的目的在于提供一種多關節機械手詢零裝置及方法，其能實現對機械手的高精度控制。為實現上述目的，本發明采用如下技術方案:一種多關節機械手詢零裝置，其包括碼盤、譯碼器、驅動器、通信模塊及機器人控制器，所述的譯碼器位置固定，所述的碼盤相對所述的譯碼器轉動，所述的譯碼器將信息輸出到所述的驅動器中，所述的通信模塊設于所述的驅動器中，所述的機器人控制器與所述的通信模塊相連，所述的碼盤上設有Z刻線，所述的碼盤、譯碼器及驅動器各為兩個。優選地，上述的碼盤上還設有增量碼刻線，所述的增量碼刻線設于所述的碼盤的邊緣一圈，所述的Z刻線設于所述的碼盤的圓周上。優選地，上述的增量碼刻線及Z刻線刻蝕在所述的碼盤上。優選地，上述的通信模塊為CAN通信模塊，其設有四個，其中兩個相互連接，其中一個與所述的機器人控制器的通信模塊相連。一種利用上述的多關節機械手詢零裝置的詢零方法，在機械手的手臂縮回安全位置時，機器人的控制器發出詢零命令，所述的碼盤跟隨所述的電機轉子同步旋轉，當所述的譯碼器檢測到所述的碼盤的Z刻線時，在所述的驅動器中將增量碼值清零，清零后，程序控制所述的譯碼器得到兩次Z刻線的信號，所述的機器人的控制器得到兩碼盤的相對位置關系，由此計算機械手當前的位置與姿態。優選地，上述的碼盤至少要經過譯碼器兩次，以使譯碼器得到兩個以上的Z刻線的信號。采用上述技術方案后，使用時，本發明是利用碼盤、譯碼器、驅動器、機器人控制器相配合獲得機械手關節姿態；且在直驅機械手中使用CAN總線構成網絡化控制；本發明利用增量碼盤實現了機械手的高精度控制，降低了機械手成本，具有性價比的優點；另外，本發明，直驅機械手使用增量碼盤獲得絕對位置，在多關節機械手詢零過程中旋轉多圈，以保證基準唯一。


圖1是本發明詢零裝置的結構示意圖。
圖2是本發明詢零過程中，兩碼盤的狀態示意圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。參考圖1所示，本發明公開了一種多關節機械手詢零裝置，其包括碼盤1、譯碼器
2、驅動器3、通信模塊及機器人控制器5，其中:碼盤I上設有增量碼刻線11及Z刻線12，增量碼刻線11刻蝕在碼盤I的邊緣一圈，Z刻線12刻蝕在碼盤I的圓周上。譯碼器2，其位置固定，用于讀取碼盤I上的增量碼刻線11及Z刻線12，且譯碼器2將信號傳輸給驅動器3。在本實施例中，碼盤I設有兩個。對應的，譯碼器2也設有兩個。在本實施例中，驅動器3設有兩個，分別兩譯碼器2相連。驅動器3上設有四個CAN通信模塊，其中兩個通信模塊41、42相連，其中一個通信模塊43與機器人控制器5的通信模塊51相連。在使用時，本詢零裝置是用在機械手上，該機械手為兩軸直驅真空機械手，即直驅型SCARA手，電機與機械手之間的減速比為1，這樣機械手的位姿與碼盤I的單圈內的轉動角度之間就是一一對應的。在直驅機械手上電后，在程序的控制下，機械手自動縮回到安全位置，在回到安全位置后，縮回運動結束。之后驅動器3通過CAN通信模塊43通知機器人控制器5，手臂已縮回到安全位置，機器人控制器5在接收到縮回信號后，發出機器人詢零命令，機械手開始詢零動作。詢零過程中，兩軸機械手的電機開始同步旋轉，與此同時碼盤I也跟隨電機轉子同步旋轉，器件驅動器3根據AB相得碼盤值獲得電機的旋轉方向和角度，在旋轉過程中，碼盤的Z刻線12將先后經過譯碼器2，當譯碼器2檢測到Z刻線12時，在驅動器3中將增量碼值置為零，由于譯碼器2的位置是固定的，因此在驅動器將增量碼值清零之后，其碼盤值便是碼盤I相對于譯碼器2的旋轉角度，為了在機械手詢零過程中基準唯一，通過程序控制其中一個譯碼器2得到兩次Z刻線12的信號，詢零過程才結束，對于兩軸直驅機械手來說，可以避免在詢零結束后出現兩個基準，可以減小控制器中的計算量。詢零過程結束后，參考圖2所示，控制器5便可以得到兩碼盤I的相對位置關系，以此便可計算出機械手當前的位置與姿態，進而進行后續的控制。以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
權利要求
1.一種多關節機械手詢零裝置，其特征在于:其包括碼盤、譯碼器、驅動器、通信模塊及機器人控制器，所述的譯碼器位置固定，所述的碼盤相對所述的譯碼器轉動，所述的譯碼器將信息輸出到所述的驅動器中，所述的通信模塊設于所述的驅動器中，所述的機器人控制器與所述的通信模塊相連，所述的碼盤上設有Z刻線，所述的碼盤、譯碼器及驅動器各為兩個。
2.根據權利要求1所述的多關節機械手詢零裝置，其特征在于:所述的碼盤上還設有增量碼刻線，所述的增量碼刻線設于所述的碼盤的邊緣一圈，所述的Z刻線設于所述的碼盤的圓周上。
3.根據權利要求2所述的多關節機械手詢零裝置，其特征在于:所述的增量碼刻線及Z刻線刻蝕在所述的碼盤上。
4.根據權利要求1、2或3所述的多關節機械手詢零裝置，其特征在于:所述的通信模塊為CAN通信模塊，其設有四個，其中兩個相互連接，其中一個與所述的機器人控制器的通信模塊相連。
5.一種利用權利要求1 4任一所述的多關節機械手詢零裝置的詢零方法，其特征在于:機械手的手臂縮回安全位置時，機器人的控制器發出詢零命令，所述的碼盤跟隨所述的電機轉子同步旋轉，當所述的譯碼器檢測到所述的碼盤的Z刻線時，在所述的驅動器中將增量碼值清零，清零后，程序控制所述的譯碼器得到兩次Z刻線的信號，所述的機器人的控制器得到兩碼盤的相對位置關系，由此計算機械手當前的位置與姿態。
6.根據權利要求5所述的多關節機械手詢零方法，其特征在于:所述的碼盤至少要經過譯碼器兩次，以使譯碼器得到兩個以上的Z刻線的信號。
全文摘要
本發明公開了一種多關節機械手詢零裝置及方法，該詢零裝置，包括碼盤、譯碼器、驅動器、通信模塊及機器人控制器，譯碼器位置固定，碼盤相對譯碼器轉動，譯碼器將信息輸出到驅動器中，通信模塊設于所述的驅動器中，機器人控制器與通信模塊相連，碼盤上設有Z刻線，碼盤、譯碼器及驅動器各為兩個。本發明是利用碼盤、譯碼器、驅動器、機器人控制器相配合獲得機械手關節姿態；且在直驅機械手中使用CAN總線構成網絡化控制；本發明利用增量碼盤實現了機械手的高精度控制，降低了機械手成本，具有性價比的優點；另外，本發明，直驅機械手使用增量碼盤獲得絕對位置，在多關節機械手詢零過程中旋轉多圈，以保證基準唯一。
文檔編號B25J13/08GK103192395SQ201210003718
公開日2013年7月10日 申請日期2012年1月6日 優先權日2012年1月6日
發明者楊奇峰, 徐方, 曲道奎, 褚明杰, 賈凱, 於曉龍, 劉一恒, 陳廷輝 申請人:沈陽新松機器人自動化股份有限公司