本發(fā)明涉及定向技術，尤其涉及一種應用于移動對象的移動型機器人精度測量定向輔助模塊，尤指三維測量裝置結合該測量模塊，而成具有四維的輔助模塊，適用于移動型機器人定向精度測量，也可以應用于移動機械手臂的定位精度測量。

背景技術：

1、隨科技進步，工業(yè)已邁向智慧自動化趨勢，為提升制造效率與質量，物流業(yè)及工廠廣泛使用自動化設備制造產(chǎn)品與搬運對象，來節(jié)省人力及時效性。而移動型機器人即是自動化設備應用于對象移載的重要關鍵之一，由于移動型機器人是由預先制定的程序，自動控制以執(zhí)行重復工作，其穩(wěn)定性與時效性高于人工操作，但移動型機器人是由傳動機構與輪組所組成，在移動過程中，常因輪子的轉速差或打滑現(xiàn)象，而導致累積誤差。因此移動型機器人產(chǎn)品出廠之前必須先通過精度測試。

2、一般機器人精度測試常用的測量裝置是三維的激光追蹤儀，可以快速檢測，且精度高。然而目前市面上還無針對的移動型機器人測量定向精度的輔助設備，又激光追蹤儀可測量范圍受限于反射鏡的測量角度±30°，致使無法應用于移動型機器人執(zhí)行旋轉大角度與移動較大范圍的定向精度測量。

3、如圖1所示，目前一般機械手臂精度測量使用固定式標準反射組50a，該固定式標準反射組50a沒有自我轉動的元件及功能，受限于其反射鏡51a的測量角度±30°可測量最大范圍較小，因此現(xiàn)有激光追蹤儀30搭配固定式反射鏡51a的可測量范圍受限問題有待改善。

技術實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種移動型機器人精度測量定向輔助模塊，其提供增加一維的具有主動式轉動角度的移動型機器人精度測量定向輔助模塊，其可以執(zhí)行旋轉大角度與移動較大范圍的定向精度測量。

2、為達上述目的，本發(fā)明提供一種移動型機器人精度測量定向輔助模塊，是設于一機器人上而配合一激光追蹤儀使用，該激光追蹤儀可以設定坐標點位；該移動型機器人精度測量定向輔助模塊包括一驅動組；一反射組，受該驅動組轉動，該反射組具有一反射鏡用于反射該激光追蹤儀所射出的激光；一傳感器單元，可以依多個時段依序感測出一三軸加速度及一z軸角度；一控制單元，可以依該各時段演算該加速度得到一水平旋轉角，加總該水平旋轉角與該z軸角度得到一修正旋轉角，而以該修正旋轉角控制該驅動組轉動角度，使該反射組的反射鏡準確朝向該激光追蹤儀。

3、通過上述技術特征，本發(fā)明的移動型機器人精度測量定向輔助模塊通過該輔助測量裝置不但具有x軸、y軸、z軸測量裝置，還具有一裝設于移動型機器人的自動繞z軸的偏擺旋轉(yaw)偵測功能，而為一種具四維的輔助測量裝置，使得激光追蹤儀的三維測量，可以同時執(zhí)行旋轉大角度與移動較大范圍的定向精度測量，以獲得可以移動的空間工作點位數(shù)據(jù)，可以解決受限固定式反射鏡問題，使其可測量范圍達到最大，大幅節(jié)省測量的時間，且制作成本也較低。

4、優(yōu)選地，其中該控制單元是以該三軸加速度求得三軸速度。

5、優(yōu)選地，其中該控制單元是以該三軸速度求得三軸位移量。

6、優(yōu)選地，使用以下公式求得該三軸速度：

7、

8、其中，v為三軸速度，t為時間，τ為數(shù)據(jù)筆次，a為加速度，d為三軸位移量；

9、使用以下公式求得該三軸位移量：

10、

11、使用前式所得的三軸位移量，與前筆三軸位置合并，使用以下公式取得后筆三軸位置：

12、(x′,y′,z′)＝(x,y,z)+(dx,dy,dz)

13、其中，(x′,y′,z′)為相對后筆三軸位置，(x,y,z)為相對前筆三軸位置，dx為x軸位移量，dy為y軸位移量，dz為z軸位移量；

14、取得后筆三軸位置后，通過與激光追蹤儀坐標點位取得各軸相差距離，根據(jù)三角函數(shù)的反正切，使用以下公式求得一水平旋轉角：

15、

16、其中，θ1為水平旋轉角，(δx,δy,δz)為各軸相差距離；

17、將該傳感器單元輸出的z軸角度，融合該水平旋轉角(θ1)，使用以

18、下公式取得該修正旋轉角(θ1′)：

19、θ'1＝θ1+θz

20、其中，θ1′為修正旋轉角，θ1為水平旋轉角，θz為z軸角度。

21、優(yōu)選地，其中該傳感器單元具有一加速規(guī)用于感測取得該三軸加速度。

22、優(yōu)選地，其中該傳感器單元具有一陀螺儀用于感測取得該z軸角度。

23、有關本發(fā)明所提供的移動型機器人精度測量定向輔助模塊的詳細構造、特點或使用方式，將在后續(xù)的實施方式詳細說明中予以描述。然而，在本發(fā)明領域中普通技術人員應能了解，這些詳細說明以及實施本發(fā)明所列舉的特定實施例，僅用于說明本發(fā)明，并非用于限制本發(fā)明的專利申請范圍。

技術特征：

1.一種移動型機器人精度測量定向輔助模塊，是設于一機器人上而配合一激光追蹤儀使用，該激光追蹤儀可以設定坐標點位；該移動型機器人精度測量定向輔助模塊包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的移動型機器人精度測量定向輔助模塊，其特征在于，該控制單元是以該三軸加速度求得三軸速度。

3.根據(jù)權利要求2所述的移動型機器人精度測量定向輔助模塊，其特征在于，該控制單元是以該三軸速度求得三軸位移量。

4.根據(jù)權利要求3所述的移動型機器人精度測量定向輔助模塊，其特征在于：

5.根據(jù)權利要求1所述的移動型機器人精度測量定向輔助模塊，其特征在于，該傳感器單元具有一加速規(guī)用于感測取得該三軸加速度。

6.根據(jù)權利要求1所述的移動型機器人精度測量定向輔助模塊，其特征在于，該傳感器單元具有一陀螺儀用于感測取得該z軸角度。

技術總結
一種移動型機器人精度測量定向輔助模塊，是設于一機器人上而配合一激光追蹤儀使用，該激光追蹤儀可以設定坐標點位；該移動型機器人精度測量定向輔助模塊包括一驅動組；一反射組，受該驅動組轉動，該反射組具有一反射鏡用于反射該激光追蹤儀所射出的激光；一傳感器單元，可依多個時段依序感測出一三軸加速度及一Z軸角度；一控制單元，可依該各時段演算該加速度得到一水平旋轉角，加總該水平旋轉角與該Z軸角度得到一修正旋轉角，而以該修正旋轉角控制該驅動組轉動角度，使該反射組的反射鏡準確朝向該激光追蹤儀。借此，其簡單快速準確控制，解決已知定向復雜而不準確的問題。

技術研發(fā)人員：吳建南,賴嬿如,蕭仁忠,陳哲堅
受保護的技術使用者：財團法人精密機械研究發(fā)展中心
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/8