自带同步的机器人测量末端适配装置的制作方法

本实用新型涉及机器人和线激光扫描测量领域，具体是自带同步的机器人测量末端适配装置，属于工业机器人应用技术领域。

背景技术：

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器，它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。

机器器人的广泛应用给三维扫描测量的多自由度的可编程自动化扫描带来了可能。通常，将线扫描传感器装在机器人末端进行三维扫描测量时，需要克服机器人末端位置和姿态数据读取与线扫描传感器数据采集的同步问题，不同步将导致线扫描传感器读数对应的机器人末端位置错位的问题。一种比较直接的办法是，由机器人厂家与线扫描传感器厂家共同解决双方数据采集的同步问题。但是，由于机器人厂家众多，这种方法往往难以操作且开发的时间和财务成本都比较高。用机器人引导三维线扫描传感器完成对目标的扫描测量时，由于机器人发射出的位置信息和扫描传感器发出的扫描信息二者之间会有几个毫秒的时差，会导致测量结果与实际位置有相应的偏差及位置和时间上的延迟问题，而工业机器人线路比较复杂，不方便对其位置信息作出调整。

技术实现要素：

本实用新型针对用机器人引导三维线扫描传感器完成对目标的扫描测量时，由于机器人发射出的位置信息和扫描传感器发出的扫描信息二者之间会有几个毫秒的时差的技术问题而提供一种采用工业机器人末端适配装置的自带同步的机器人测量末端适配装置。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的，一种自带同步的机器人测量末端适配装置包括矩形条箱、平移结构和旋转机构；

所述矩形条箱一侧表面开设有矩形凹槽，且矩形凹槽内壁中部通过条形滑孔与矩形条箱内部连通；

所述平移结构包括长螺杆，所述长螺杆两端内侧均通过轴承与矩形条箱内两侧壁转动连接，且长螺杆两端分别安装在第一电机的轴杆一端和位置编码器的轴杆一端，所述长螺杆上螺纹连接有内螺纹短管，且内螺纹短管通过连接块与牵动方块一侧矩形面固定连接，所述牵动方块另一侧矩形面中部开设有内螺纹圆槽；

所述旋转结构包括第二电机，所述第二电机安装在放置槽内，且放置槽开设在连接柱一端端面中部，所述连接柱另一端螺纹连接在内螺纹圆槽内，所述三维线扫描传感器通过承载板安装在适配装置上，且承载板通过柱块与第二电机的轴杆一端固定连接。

优选的，所述第一电机和位置编码器分别安装在矩形条箱两端端面中间位置，且矩形条箱另一侧侧面中部通过方口连接框与相应机器人末端固定连接。

优选的，所述矩形凹槽内底壁和顶壁均开设有导向滑槽，且上下位置的两个导向滑槽通过滑块与牵动方块底部表面及顶部表面滑动连接。

优选的，所述矩形条箱两端端面均安装有方体盖，且方体盖遮盖住对应的第一电机和位置编码器。

优选的，所述第二电机的轴杆中部套装有旋转角度传感器，且旋转角度传感器和位置编码器均匀与外部触发信号设备处于同步信号采集状态。

优选的，所述第一电机和第二电机均通过导电线与相应机器人内部控制元件电性连接，且第一电机和第二电机为两个不同规格型号的电机。

进一步的，适配装置由独立控制器控制，该控制器可接受三维线扫描传感器输出的同步信号，以确保扫描数据采集和测量位置数据采集在同一时间。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的适配装置可将三维线扫描测量传感器与机器人末端连接，适配装置的独立运动控制可接受三维线扫描测量传感器的同步，这不仅解决了机器人与扫描传感器的同步问题，还能可以弥补机器人空间位置精度较差的问题。

2、端适配装置设计合理，可将三维线扫描传感器进行平移或轴旋转的同时提高对物件扫描位置调节的灵活性，不仅解决了位置和时间上的动作执行延迟问题，提升了三维线扫描对不同品牌的机器人的适应性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型适配装置的立体图；

图2为本实用新型适配装置的矩形条箱内部结构示意图；

图3为三维线扫描传感器和第二电机连接结构示意图。

图中：1、矩形条箱，2、导向滑槽，3、矩形凹槽，4、条形滑孔，5、方体盖，6、方口连接框，7、牵动方块，8、连接柱，9、柱块，10、三维线扫描传感器，11、承载板，12、内螺纹圆槽，13、第一电机，14、长螺杆，15、内螺纹短管，16、位置编码器，17、放置槽，18、第二电机，19、旋转角度传感器。

具体实施方式

为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。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。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

请参阅图1-3所示，一种工业机器人末端适配装置，包括矩形条箱1、平移结构和旋转结构，所述矩形条箱1一侧表面开设有矩形凹槽3，且矩形凹槽3内壁中部通过条形滑孔4与矩形条箱1内部连通；

所述平移结构包括长螺杆14，所述长螺杆14两端内侧均通过轴承与矩形条箱1内两侧壁转动连接，且长螺杆14两端分别安装在第一电机13的轴杆一端和位置编码器16的轴杆一端，所述长螺杆14上螺纹连接有内螺纹短管15，且内螺纹短管15通过连接块与牵动方块7一侧矩形面固定连接，所述牵动方块7另一侧矩形面中部开设有内螺纹圆槽12；

旋转结构包括第二电机18，第二电机18安装在放置槽17内，且放置槽17开设在连接柱8一端端面中部，所述连接柱8另一端螺纹连接在内螺纹圆槽12内，三维线扫描传感器10通过承载板11安装在适配装置上，承载板11通过柱块9与第二电机18的轴杆一端固定连接。

所述第一电机13和位置编码器16分别安装在矩形条箱1两端端面中间位置，且矩形条箱1另一侧侧面中部通过方口连接框6与相应机器人末端固定连接，通过将矩形条箱1与相应机器人末端进行连接安装，有利于通过机器人手臂带动末端连接部分移动；所述矩形凹槽3内底壁和顶壁均开设有导向滑槽2，且上下位置的两个导向滑槽2通过滑块与牵动方块7底部表面及顶部表面滑动连接，保证牵动方块7移动的稳定性；所述矩形条箱1两端端面均安装有方体盖5，且方体盖5遮盖住对应的第一电机13和位置编码器16，能够保护安装在矩形条箱1两端端面的第一电机13和位置编码器16；所述第二电机18的轴杆中部套装有旋转角度传感器19，且旋转角度传感器19和位置编码器16均匀与外部触发信号设备处于同步信号采集状态，达到对相应结构处进行检测的效果；所述第一电机13和第二电机18均通过导电线与相应机器人内部控制元件电性连接，且第一电机13和第二电机18为两个不同规格型号的电机，达到对应的电机带动对应的轴连接结构及对相应电机运行控制的效果。

具体使用时的大致过程为：

s1、适配装置经方口连接框6与相应机器人末端固定连接，三维线扫描传感器10通过承载板11安装在适配装置上；

s2、机器人末端将三维线扫描传感器送至待扫描目标位置，适配装置由独立控制器控制，接受三维线扫描传感器输出的同步信号，以确保扫描数据采集和测量位置数据采集在同一时间；

s3、适配装置通过启动的第一电机13带动长螺杆14旋转且在力的相互作用下带动螺纹连接的内螺纹短管15沿着长螺杆14移动，使得经连接块、牵动方块7、连接柱8、柱块9及承载板11连接的三维线扫描传感器10进水平移移动，同时位置编码器16记录实施记录位置信息，达到带动三维线扫描传感器10平移的效果，再协调运行第二电机18运行带动经柱块9及承载板11连接的三维线扫描传感器10进行轴向旋转，同时套装在第二电机18的轴杆上的旋转角度传感器19位置编码器16实施记录位置信息，达到带动带动三维线扫描传感器10轴向旋转的效果；

s4、同步信号实现三维线扫描传感器和适配装置实时位置的同步采集。

其中第一电机13采用卓一电子天猫专卖店提供的86hs6860a4型电机及其配套电源和电路；

位置编码器16采用上海奇控电气有限公司提供的10-71211_a-500位置编码器及其配套电源和电路；

第二电机18采用博源传动官方专营店提供的微型马达06y型号及其配套电源和电路；

旋转角度传感器19采用东莞市铭圣电机有限公司提供的rsc3200型号的旋转角度传感器及其配套电源和电路。

涉及到电路和电子元器件和模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本实用新型保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的得同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。