技术特征：
1.一种机械臂零位自动标定装置，其特征在于，包括：平移标定模块，包括超声波测距传感器、平移标定遮挡件和第一光电开关，所述超声波测距传感器置于扦样机滑轨的一端，用于测量与滑轨配合的平移底座距坐标原点的x轴向距离；所述第一光电开关固定于平移底座底面，平移标定遮挡件固定于滑轨一端设定位置，且所述位置满足平移标定遮挡件由第一光电开关的槽口穿过时，平移底座中心位于坐标原点处；俯仰标定模块，包括倾角传感器，所述倾角传感器用于测量扦样机俯仰悬臂的俯仰角度，以根据俯仰角度值标定俯仰零位；旋转标定模块，包括激光测距传感器和多个第二光电开关，激光测距传感器用于标定俯仰悬臂关节处的旋转零位，第二光电开关用于判断俯仰悬臂所处方位区间。2.根据权利要求1所述的一种机械臂零位自动标定装置，其特征在于，所述滑轨一端安装限位挡板，超声波测距传感器固定于限位挡板中间位置，且超声波测距传感器轴线与滑轨轴线平行。3.根据权利要求2所述的一种机械臂零位自动标定装置，其特征在于，所述限位挡板还设有限位挡块，以通过限位挡块端面确定超声波测距传感器检测盲区。4.根据权利要求1或2所述的一种机械臂零位自动标定装置，其特征在于，所述滑轨另一端设置有限位遮挡件，限位遮挡件与平移标定遮挡件位于同一平面内；所述限位遮挡件穿过第一光电开关的槽口时，平移底座与滑轨端部具有设定距离。5.根据权利要求1所述的一种机械臂零位自动标定装置，其特征在于，所述倾角传感器的安装面与俯仰悬臂的下表面平行。6.根据权利要求1所述的一种机械臂零位自动标定装置，其特征在于，所述俯仰悬臂通过旋转支座连接旋转支柱，旋转支柱靠近旋转支座的一端安装有固定圆盘；多个第二光电开关间隔布置于固定圆盘，第二光电开关上侧设有与旋转支座同轴安装的旋转辨位盘；所述激光测距传感器固定于扦样杆顶部。7.根据权利要求6所述的一种机械臂零位自动标定装置，其特征在于，所述旋转辨位盘朝向第二光电开关的一侧表面具有高度不同的凸起，以形成凸半环和凹半环。8.一种机械臂零位自动标定方法，其特征在于，采用如权利要求1-7任一所述的标定装置，平移零位标定、俯仰零位标定和旋转零位标定依次进行；所述平移零位标定过程为：通过超声波测距传感器判断平移底座中心相对于原点的位置区间，以判断移动速度区间划分和移动方向，带有槽口的第一光电开关用于配合超声波测距传感器实现x轴方向零位标定；所述俯仰零位标定过程为：判断倾角传感器所测得俯仰角度值的正负，根据俯仰角度值正负控制俯仰悬臂向下或向上转动，直至俯仰角度值等于0，停止俯仰悬臂转动；所述旋转零位标定过程为：采用第二光电开关和旋转辨位盘判断俯仰悬臂所处方位区间，采用激光测距传感器标定旋转零位。9.根据权利要求8所述的一种机械臂零位自动标定方法，其特征在于，所述平移零位标
定过程中，以超声波测距传感器检测距平移底座一端端面之间的距离为u，当平移底座中心回到坐标原点时，以超声波测距传感器检测到平移底座一端端面之间的距离为u0，以u1为低速运动区间，
△
u为微小判别区间；当检测到u0
△
u<u≤u1时，平移底座以慢速向一端移动，直到第一光电开关检测到平移标定遮挡件从槽口穿过时，使平移底座停止；当检测到u0<u≤u0
△
u时，平移底座以慢速向一端移动，当第一光电开关检测到平移标定遮挡件从槽口穿过时，使平移底座停止；当检测到u0
‑△
u≤u<u0时，平移底座以慢速向另一端移动，当第一光电开关检测到平移标定遮挡件从槽口穿过时，使平移底座停止；当检测到u<u0
‑△
u时，平移底座以慢速向另一端移动，直到第一光电开关检测到平移标定遮挡件从槽口穿过时，使平移底座停止。10.根据权利要求8所述的一种机械臂零位自动标定方法，其特征在于，俯仰悬臂所处方位划分为多个区间；当旋转臂驱动电机的绝对编码器转动|q2-q1|/2的圈数，最后停止转动，既此位置为旋转零位；其中，q1表示扦样杆运动到a点上方时旋转臂驱动电机的绝对编码器数值，q2表示扦样杆运动到b点上方时旋转臂驱动电机的绝对编码器数值；激光测距传感器的激光竖直轴线与滑轨一侧边线交点为a，另一侧边线交点为b。
技术总结
本发明公开了一种机械臂零位自动标定装置及方法，涉及测量技术领域，包括平移标定模块、俯仰标定模块和旋转标定模块，平移标定模块包括超声波测距传感器、平移标定遮挡件和第一光电开关，超声波测距传感器置于扦样机滑轨的一端，用于测量与滑轨配合的平移底座距坐标原点的x轴向距离；第一光电开关固定于平移底座底面，平移标定遮挡件固定于滑轨一端设定位置；俯仰标定模块包括倾角传感器，倾角传感器用于测量扦样机俯仰悬臂的俯仰角度；旋转标定模块包括激光测距传感器和多个第二光电开关，激光测距传感器用于标定俯仰悬臂关节处的旋转零位，第二光电开关用于判断俯仰悬臂所处方位区间。本发明能够提高零位标定效率、准确性和安全性。和安全性。和安全性。
技术研发人员：万熠 胡顺景 梁西昌 侯嘉瑞 李亚男 宋维业 杨孔征 张桂新 刘同姓 王伟 孙浩 李鹏立
受保护的技术使用者：山东大学
技术研发日：2023.09.05
技术公布日：2023/10/10