CN110303485A - 原点定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种原点定位装置，包括基座、第一定位机构以及第二定位机构，所述基座开设有限位孔，所述限位孔设有伸入口及压口，所述伸入口连通所述压口；所述第一定位机构包括定位滑块，所述定位滑块活动连接所述基座，且所述定位滑块的位置对应所述压口，所述定位滑块能够通过所述压口伸入所述限位孔内；所述第二定位机构连接所述基座，所述第二定位机构包括定位轴，所述定位轴与所述定位滑块的运行方向之间呈除0°和180°外的角度。通过对第四轴扁位及第三轴定位孔的位置进行同时标定，来对多关节工业机器人的第三轴与第四轴进行原点标定，操作简单，定位精度高。

Description

原点定位装置

技术领域

本发明涉及多关节工业机器人的配件技术领域，特别是涉及原点定位装置。

背景技术

水平多关节工业机器人具有四个轴和四个运动自由度：X、Y、Z方向的平动自由度和绕Z轴的转动自由度，它的第一轴、第二轴和第四轴具有转动特性，第三轴具有线性移动特性，一般地，采用滚珠丝杆—滚珠花键实现第三轴和第四轴的运动。

水平多关节工业机器人的各轴在进行原点标定前，需要对各轴进行机械定位，对于使用谐波减速机的关节，一般使用圆形销棒或者长条形销块进行定位即可；而对于使用滚珠丝杠—滚珠花键的关节，无法简单的通过圆形销棒或者长条形销块定位，需要针对此类关节设计专用的定位装置。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种原点定位装置，通过对第四轴扁位及第三轴定位孔的位置进行同时标定，来对多关节工业机器人的第三轴与第四轴进行原点标定，操作简单，定位精度高。

一种原点定位装置，包括：

基座，基座开设有限位孔，限位孔设有伸入口及压口，伸入口连通压口；

第一定位机构，第一定位机构包括定位滑块，定位滑块活动连接基座，且定位滑块的位置对应压口，定位滑块能够通过压口伸入限位孔内；以及

第二定位机构，第二定位机构连接基座，第二定位机构包括定位轴，定位轴与定位滑块的运行方向之间呈除0°和180°外的角度。

上述原点定位装置，设定第三轴与第四轴的基础状态为原点状态，此时第四轴的滚珠丝杆的扁位与第三轴上的定位孔对应的位置为基础位置，两者的基础位置交叉点可以视为原点，当扁位和定位孔再次回到基础位置时，则第三轴与第四轴回到原点状态；使用时，将第三轴的滚珠丝杆***基座的限位孔，至滚珠丝杆的丝杆限位块抵接基座的上端面，然后将定位滑块压紧扁位，再将定位轴提高***定位孔，若定位轴无法***定位孔，说明扁位和定位孔尚未到达其基础位置，需转动滚珠丝杆，直至定位轴对应定位孔，并能***定位孔中，则扁位与定位孔回归基础位置，第三轴与第四轴处于原点，完成原点定位；本发明的原点定位装置，操作简单，定位精度高，可用于对第三轴与第四轴的原点校准，利于对第三轴与第四轴的精确控制。

在其中一个实施例中，第一定位机构还包括连接基座的第一固定件与回位弹性件及活动连接第一固定件的调节柄，回位弹性件远离基座的一端连接定位滑块，第一固定件开设有调节孔，调节柄通过调节孔活动连接第一固定件，调节柄抵接定位滑块。

在其中一个实施例中，调节孔的内壁设有内螺纹，调节柄设有与调节孔的内螺纹相匹配的外螺纹。

在其中一个实施例中，定位滑块包括自由部及连接自由部的工作部，自由部连接回位弹性件，调节柄抵接自由部，工作部远离自由部的一端靠近限位孔。

在其中一个实施例中，基座开设有回位槽，回位弹性件位于回位槽中，并沿着回位槽的长度方向延伸。

在其中一个实施例中，第一定位机构还包括把手，把手连接定位滑块。

在其中一个实施例中，基座对应把手的位置设有活动槽，把手通过活动槽凸出基座。

在其中一个实施例中，第二定位机构还包括连接基座的第二固定件，第二固定件开设有连接孔，定位轴通过连接孔活动连接第二固定件。

在其中一个实施例中，第二固定件包括安装部、分别连接安装部的两侧的半夹部与对夹部及活动连接半夹部与对夹部的紧固件，半夹部与对夹部之间具有间隙，紧固件用于调节半夹部与对夹部之间的距离。

在其中一个实施例中，第二定位机构还包括导向件，导向件连接基座，第二固定件靠近基座的一面连接导向件，导向件开设有导向孔，导向孔的位置与连接孔的位置对应，定位轴通过导向孔活动连接导向件。

在其中一个实施例中，原点定位装置还包括底板，底板安装于基座的底部，限位孔为通孔，限位孔连通底板。

附图说明

图1为本发明原点定位装置的一较佳实施例的示意图；

图2为图1原点定位装置的分解示意图；

图3为图2原点定位装置中的第二固定件的示意图；

图4为图1原点定位装置的应用示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

请参阅图1至图3，为本发明一较佳实施例的原点定位装置100，主要用于对多关节工业机器人的第三轴500与第四轴600进行原点定位，如图4所示，第四轴600的滚珠丝杆601具有扁位602及丝杆限位块603，第三轴500的底部具有定位孔501，设第三轴500与第四轴600的基础状态为原点状态，此时第四轴600的滚珠丝杆601的扁位602与第三轴500上的定位孔501对应的位置均为基础位置，两者的基础位置交叉点可以视为原点，当扁位602和定位孔501再次回到基础位置时，两则者的基础位置交叉点回到原点，第三轴500与第四轴600回到原点状态。

所述原点定位装置100包括：

基座20，基座20开设有限位孔21，限位孔21设有伸入口及压口(图未标)，伸入口连通压口；

第一定位机构30，第一定位机构30包括定位滑块31，定位滑块31活动连接基座20，且定位滑块31的位置对应压口，定位滑块31能够通过压口伸入限位孔21内；以及

第二定位机构40，第二定位机构40连接基座20，第二定位机构40包括定位轴41，定位轴41与定位滑块31的运行方向之间呈除0°和180°外的角度。

使用时，将第四轴600的滚珠丝杆601***基座20的限位孔21，至滚珠丝杆601的丝杆限位块603抵接基座20的上端面，然后将定位滑块31压紧扁位602，再将定位轴41提高***定位孔501，若定位轴41无法***定位孔501，说明扁位602和定位孔501尚未到达其基础位置，需转动滚珠丝杆601，直至定位轴41对应定位孔501，并能***定位孔501中，则扁位602与定位孔501回归基础位置，第三轴500与第四轴600处于原点状态，完成原点定位。较优地，定位轴41的轴线与定位滑块31的轴线在投影面上相互垂直，定位滑块与定位轴的操作更方便，更容易准确标定。

一个实施例中，基座20还设有容纳空间，用于为定位滑块31提供活动空间，并活动空间的底壁对定位滑块31具有支撑作用。

一个实施例中，如图2所示，第一定位机构30还包括连接基座20的第一固定件32与回位弹性件33及活动连接第一固定件32的调节柄34，回位弹性件33远离基座20的一端连接定位滑块31，第一固定件32开设有调节孔35，调节柄34通过调节孔35活动连接第一固定件32，调节柄34抵接定位滑块31。当需要压紧扁位602时，旋转或推动调节柄34朝向限位孔21运动，进而推动定位滑块31向限位孔21运动，压紧扁位602。当松开扁位602时，旋转或拉动调节柄34朝向远离限位孔21的方向运动，由于回位弹性件33具有自然伸展的属性，对定位滑块31具有推力，调节柄34松开定位滑块31后，回位弹性件33自然伸展将定位滑块31推向调节柄34，进而松开扁位602，可以取出原点定位装置100。

一个实施例中，第一固定件32对应定位轴41的位置开设有延伸槽36，延伸槽36可以容纳部分定位轴41，使定位轴41可以延伸长度。

一个实施例中，回位弹性件33为回位弹簧，回位弹簧可长时间保持良好的弹性，且安装方便，便于更换。

一个实施例中，调节孔35的内壁设有内螺纹，调节柄34设有与调节孔35的内螺纹相匹配的外螺纹，可通过内螺纹与外螺纹的配合将调节柄34旋紧于第一固定件32上，避免在标定的过程中定位滑块31松动，导致定位不准确的问题。

一个实施例中，定位滑块31包括自由部37及连接自由部37的工作部38，自由部37连接回位弹性件33，调节柄34抵接自由部37，工作部38远离自由部37的一端靠近限位孔21，基座20开设有回位槽22，回位弹性件33位于回位槽22中，并沿着回位槽22的长度方向延伸。回位槽22对回位弹性件33具有限制和导向的作用，避免回位弹性件33伸展或收缩时摇摆偏位或者中部向外鼓起，导致定位滑块31偏位和回位弹性件33容易损坏的问题。

在一个较优的实施例中，回位弹性件33的数量为两个，自由部37与工作部38连接后呈T字形，自由部37为T字形的肩部，两个回位弹性件33连接自由部37，且位于工作部38的两侧，则定位滑块31受力平衡，回位顺畅。基座20对应两个回位弹性件33的位置分别开设有回位槽22，回位弹性件33可在回位槽22来回运动，限制回位弹性件33的摆动幅度和运动路径。

一个实施例中，第一定位机构30还包括把手39，把手39连接定位滑块31，当回位弹性件33无法正常工作时，可手动拉动把手39将定位滑块31拉向靠近调节柄34的方向或者靠近限位孔21的方向。在一个较优的实施例中，基座20对应把手39的位置设有活动槽23，把手39通过活动槽23凸出基座20，活动槽23对把手39具有导向的作用，使把手39的运动路径沿着活动槽23的延伸方向。

一个实施例中，如图2及图3所示，第二定位机构40还包括连接基座20的第二固定件42，第二固定件42开设有连接孔43，定位轴41通过连接孔43活动连接第二固定件42，第二固定件42用于支撑定位轴41，定位轴41可相对于第二固定件42上升或下降。

一个实施例中，第二固定件42包括主体44及活动连接主体44的紧固件45。主体44包括安装部46及分别连接安装部46的两侧的半夹部47与对夹部48，连接孔43位于安装部46，紧固件45活动连接半夹部47与对夹部48，半夹部47与对夹部48之间具有间隙，半夹部47与对夹部48的间隙连通连接孔43，紧固件45用于调节半夹部47与对夹部48之间的距离。可以理解地，半夹部47与对夹部48均设有紧固孔49，紧固孔49的内壁设有螺纹，紧固件45的外表面设有与紧固孔49螺纹相匹配的螺纹，通过紧固件45与紧固孔49的配合旋紧，调节半夹部47与对夹部48之间的距离，进而将定位轴41夹紧于连接孔43中，使定位轴41的标定的过程中不会产生松动，影响标定的精确度；或者松开定位轴41，使定位轴41可以调节上升和下降的高度。

一个实施例中，第二定位机构40还包括导向件410，导向件410连接基座20，第二固定件42连接导向件410，导向件410开设有导向孔411，导向孔411的位置与连接孔43的位置对应，定位轴41通过导向孔411活动连接导向件410，导向件410主要用于导向定位轴41的上升和下降的方向，使定位轴41不会偏移位置，造成角度倾斜而致定位不准确。

一个实施例中，原点定位装置100还包括底板50，底板50安装于基座20的底部，限位孔21为通孔，限位孔21连通底板50。底板50主要用于托住滚珠丝杆601的底端，以确定底板50上端面与基座20上端面之间的距离等于滚珠丝杆601底端与丝杆限位块603底端之间的距离，可以制定每个原点定位装置100的底板50上端面与基座20上端面之间的距离规格对应一种第四轴600滚珠丝杆601的规格，标定时，可根据第四轴600滚珠丝杆601的规格快速选定合适的原点定位装置100，保证定位的准确度。在一个较优的实施例中，底板50对应限位孔21的位置设有扩展孔51或凸块，该扩展孔51为盲孔，且扩展孔51的直径等于限位孔21的直径，可以通过更换不同规格的底板20改变原点定位装置100的标定规格，操作方便，且节省材料。

上述原点定位装置100应用于标定多关节工业机器人的第三轴500与第四轴600的原点，如图4所示，旋转调节柄34朝远离基座20的方向运动，定位滑块31在回位弹性件33的推动下朝远离限位孔21的方向运动，为第四轴600的滚珠丝杆601腾出空间，将滚珠丝杆601的下端***限位孔21，至滚珠丝杆601的底端抵接底板50，此时丝杆限位块603的下端恰好抵接基座20的上端面，转动滚珠丝杆601，至扁位602对应定位滑块31，再旋转调节柄34朝向靠近基座20的方向运动，进而推动定位滑块31压紧扁位602，旋紧调节柄34将定位滑块31压紧；旋转紧固件45，松开定位轴41，提高定位轴41，将定位轴41***第三轴500的定位孔501中；若定位轴41无法对应定位孔501，则转动滚珠丝杆601，带动原点定位装置100运动，直至定位轴41的位置对应定位孔501，然后将定位轴41***定位孔501，旋紧紧固件45，完成第三轴500与第四轴600的原点定位标定。

本发明原点定位装置100通过同时标定滚珠丝杆601的扁位602与第三轴500的定位孔501，来标定第三轴500与第四轴600的原点，操作简单，工作效率高，且定位精度高，可用于对第三轴500与第四轴600的原点校准，利于对多关节工业机器人的第三轴500与第四轴600的精确控制。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种原点定位装置，其特征在于，包括：

基座，所述基座开设有限位孔，所述限位孔设有伸入口及压口，所述伸入口连通所述压口；

第一定位机构，所述第一定位机构包括定位滑块，所述定位滑块活动连接所述基座，且所述定位滑块的位置对应所述压口，所述定位滑块能够通过所述压口伸入所述限位孔内；以及

第二定位机构，所述第二定位机构连接所述基座，所述第二定位机构包括定位轴，所述定位轴与所述定位滑块的运行方向之间呈除0°和180°外的角度。

2.根据权利要求1所述的原点定位装置，其特征在于，所述第一定位机构还包括连接所述基座的第一固定件与回位弹性件及活动连接所述第一固定件的调节柄，所述回位弹性件远离所述基座的一端连接所述定位滑块，所述第一固定件开设有调节孔，所述调节柄通过所述调节孔活动连接所述第一固定件，所述调节柄抵接所述定位滑块。

3.根据权利要求2所述的原点定位装置，其特征在于，所述调节孔的内壁设有内螺纹，所述调节柄设有与所述调节孔的内螺纹相匹配的外螺纹。

4.根据权利要求2或3所述的原点定位装置，其特征在于，所述定位滑块包括自由部及连接所述自由部的工作部，所述自由部连接所述回位弹性件，所述调节柄抵接所述自由部，所述工作部远离所述自由部的一端靠近所述限位孔。

5.根据权利要求4所述的原点定位装置，其特征在于，所述基座开设有回位槽，所述回位弹性件位于所述回位槽中，并沿着所述回位槽的长度方向延伸。

6.根据权利要求2或3所述的原点定位装置，其特征在于，所述第一定位机构还包括把手，所述把手连接所述定位滑块；所述基座对应所述把手的位置设有活动槽，所述把手通过所述活动槽凸出所述基座。

7.根据权利要求1所述的原点定位装置，其特征在于，所述第二定位机构还包括连接所述基座的第二固定件，所述第二固定件开设有连接孔，所述定位轴通过所述连接孔活动连接所述第二固定件。

8.根据权利要求7所述的原点定位装置，其特征在于，所述第二固定件包括安装部、分别连接所述安装部的两侧的半夹部与对夹部及活动连接所述半夹部与对夹部的紧固件，所述半夹部与对夹部之间具有间隙，所述紧固件用于调节所述半夹部与对夹部之间的距离。

9.根据权利要求7或8所述的原点定位装置，其特征在于，所述第二定位机构还包括导向件，所述导向件连接所述基座，所述第二固定件靠近所述基座的一面连接所述导向件，所述导向件开设有导向孔，所述导向孔的位置与所述连接孔的位置对应，所述定位轴通过所述导向孔活动连接所述导向件。

10.根据权利要求1所述的原点定位装置，其特征在于，所述原点定位装置还包括底板，所述底板安装于所述基座的底部，所述限位孔为通孔，所述限位孔连通所述底板。