本發(fā)明屬于機(jī)器人控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于實現(xiàn)對硬盤拉手條操作的硬盤陣列柜操作機(jī)器人，用于標(biāo)定操作目標(biāo)位置，以實現(xiàn)操作工具對拉手條的精確操作。

背景技術(shù)：

目前，利用一種硬盤陣列自動操作機(jī)器人(以下簡稱機(jī)器人)對硬盤拉手條進(jìn)行插拔操作，以完成大規(guī)模硬盤陣列系統(tǒng)的性能測試。硬盤拉手條的實物如圖1所示，其存放于高度4U，如圖2所示的標(biāo)準(zhǔn)拉手條箱體中，每個拉手條箱體中，可放置6行4列共計24個硬盤拉手條，所采用機(jī)器人如圖3所示，其在硬盤陣列柜中的安裝如圖4所示，安裝于兩個拉手條箱體中間，這樣可實現(xiàn)一個機(jī)器人操作上下兩個拉手條箱體，共計48個拉手條的操作任務(wù)。

硬盤屬于較精密電子產(chǎn)品，并且對其操作屬于帶電熱插拔，所以要求機(jī)器人在對其操作時要在保證末端工具與硬盤拉手條柔順接觸的基礎(chǔ)上；精確的依靠位置控制以實現(xiàn)對拉手條的操作。機(jī)器人操作拉手條時，需要預(yù)先獲取每個拉手條的目標(biāo)操作位置，并且保證固定不變，在操作該拉手條時，先控制機(jī)器人末端工具到達(dá)該目標(biāo)操作位置，到達(dá)該位置后，即可以相對位置方式操作各拉手條。這就決定了每當(dāng)機(jī)器人與拉手條箱體間的相互位置發(fā)生變化后，譬如機(jī)器人的拆裝以及拉手條箱體的拆裝等，就需要重新獲取每個拉手條的位置，即對硬盤陣列操作機(jī)器人的目標(biāo)操作位置進(jìn)行標(biāo)定。

現(xiàn)有的標(biāo)定方法主要有兩種，第一種采用高精度測量設(shè)備，如激光跟蹤儀，精確標(biāo)定出每個硬盤拉手條相對機(jī)器人末端工具的位置，然后輸入機(jī)器人控制系統(tǒng)中，從而完成標(biāo)定，這種方法需要精密的測試設(shè)備和專業(yè)的測量人員，并且測量過程復(fù)雜，工作量大；第二種是控制機(jī)器人末端操作工具分別對所有的硬盤拉手條進(jìn)行插拔操作，記錄操作過程中每個關(guān)鍵點的位置，存儲到機(jī)器人操作系統(tǒng)中，這種方法標(biāo)定時間長，過程復(fù)雜，工作量大。

在實際應(yīng)用中，機(jī)器人的拆裝以及拉手條箱體的拆裝是經(jīng)常會發(fā)生的，并且機(jī)器人的使用人員不具有專業(yè)機(jī)器人操作技能，所以如果機(jī)器人的位置標(biāo)定過程比較繁瑣，要求較高，就會導(dǎo)致機(jī)器人的實際應(yīng)用性變差，所以急需一種可行、可靠的標(biāo)定方法以實現(xiàn)對拉手條的位置標(biāo)定。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有標(biāo)定方法測量過程復(fù)雜、耗時長的問題，提供一種硬盤陣列操作機(jī)器人目標(biāo)操作位置標(biāo)定方法。

本發(fā)明所述的硬盤陣列操作機(jī)器人目標(biāo)操作位置標(biāo)定方法是基于下述末端工具實現(xiàn)的：

所述末端工具的橫截面為“凹”字形；所述“凹”字形的底面沿豎直方向設(shè)置，并作為所述末端工具的右側(cè)面；所述末端工具的一個端面朝向，作為所述末端工具的頂面；所述“凹”字形的一個外側(cè)面與所述機(jī)器人連接，另一個外側(cè)面作為所述末端工具的前端面；

用于放置硬盤的拉手條箱體所能容納的硬盤數(shù)量為M×N，M為行數(shù)，N為列數(shù)；

所述方法包括以下步驟：

步驟一、在拉手條箱體的四個角安裝拉手條，即四個拉手條分別為0號拉手條、N-1號拉手條、(M-1)×N號拉手條以及M×N-1號拉手條；

步驟二、獲取步驟一中四個拉手條的目標(biāo)操作位置：

使機(jī)器人的末端工具移動至0號拉手條處，并使末端工具頂面與0號拉手條頂面平齊，使末端工具右側(cè)面與0號拉手條右側(cè)面平齊；使末端工具前端面與0號拉手條前端面貼合，然后記錄末端工具此時的空間坐標(biāo)，該空間坐標(biāo)即為0號拉手條的目標(biāo)操作位置；

采用同樣的方法分別獲得N-1號拉手條、(M-1)×N號拉手條以及M×N-1號拉手條的目標(biāo)操作位置；

步驟三、根據(jù)步驟二獲得的四個拉手條的目標(biāo)操作位置計算拉手條箱體中所有拉手條的目標(biāo)操作位置，完成硬盤陣列操作機(jī)器人目標(biāo)操作位置的標(biāo)定。

優(yōu)選的是，步驟三計算拉手條箱體中所有拉手條的目標(biāo)操作位置的具體方法為：

步驟三一、根據(jù)步驟二獲得的四個拉手條的目標(biāo)操作位置計算第1行拉手條的目標(biāo)操作位置、第1列拉手條的目標(biāo)操作位置以及第N列拉手條的目標(biāo)操作位置；

步驟三二、根據(jù)步驟三一得到的結(jié)果計算其余拉手條的目標(biāo)操作位置。

本發(fā)明提出了一種簡潔、易操作、可行可靠的標(biāo)定方法。該方法利用了拉手條在其箱體中具有一定的位置精度的安裝位置，通過標(biāo)定拉手條箱體的四個箱夾處拉手條的指定點，然后計算所有硬盤拉手條的位置，機(jī)器人利用計算得到的各拉手條位置，就可以實現(xiàn)對其操作。在實際應(yīng)用過程中，雖然拉手條箱體中每個放置拉手條的艙體位置有一定位置誤差，以及在標(biāo)定操作過程中，也會帶來一定的標(biāo)定誤差，但通過驗證證明，這兩種誤差是可允許的，即滿足機(jī)器人操作拉手條的位置誤差要求。

本發(fā)明針對硬盤拉手條特定操作任務(wù)而提出了機(jī)器人目標(biāo)操作位置標(biāo)定方法，滿足了機(jī)器人完成對硬盤拉手條操作的位置精度技術(shù)要求。該方法實現(xiàn)簡單，操作簡潔，實際可行，性能可靠，提高了機(jī)器人的應(yīng)用性和實用性，為實現(xiàn)大規(guī)模硬盤陣列系統(tǒng)測試的自動化和標(biāo)準(zhǔn)化提供了有效的保障。

上述方法涉及的數(shù)據(jù)保存及計算過程均由計算機(jī)自動實現(xiàn)，過程簡單，方便快捷，耗時短，大大提高了效率。大量實驗表明：本發(fā)明所提出的標(biāo)定方法是有效、可行、穩(wěn)定可靠的，能夠滿足機(jī)器人操作拉手條的位置誤差要求。

附圖說明

圖1為拉手條箱體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為拉手條箱體中的拉手條編號示意圖；

圖3為安裝了硬盤陣列操作機(jī)器人的拉手條箱體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3的A部放大圖，其中1表示末端工具的頂面，2表示末端工具的右側(cè)面，3表示末端工具的前端面；

圖5為圖3的B部放大圖，其中4表示拉手條的頂面，5表示拉手條的右側(cè)面，6表示拉手條的前端面。

具體實施方式

具體實施方式一：結(jié)合圖1至圖5說明本實施方式，本實施方式所述的硬盤陣列操作機(jī)器人目標(biāo)操作位置標(biāo)定方法是基于下述末端工具實現(xiàn)的：

所述末端工具的橫截面為“凹”字形；所述“凹”字形的底面沿豎直方向設(shè)置，并作為所述末端工具的右側(cè)面；所述末端工具的一個端面朝向，作為所述末端工具的頂面；所述“凹”字形的一個外側(cè)面與所述機(jī)器人連接，另一個外側(cè)面作為所述末端工具的前端面；

用于放置硬盤的拉手條箱體所能容納的硬盤數(shù)量為M×N，M為行數(shù)，N為列數(shù)；

所述方法包括以下步驟：

步驟一、在拉手條箱體的四個角安裝拉手條；

步驟二、獲取步驟一中四個拉手條的目標(biāo)操作位置：

使機(jī)器人的末端工具移動至0號拉手條(左上角)處，并使末端工具頂面與0號拉手條頂面平齊，使末端工具右側(cè)面與0號拉手條右側(cè)面(面對拉手條方向)平齊；使末端工具前端面與0號拉手條前端面(面對拉手條方向)貼合，然后記錄末端工具此時的空間坐標(biāo)，該空間坐標(biāo)即為0號拉手條的目標(biāo)操作位置；

采用同樣的方法分別獲得N-1號拉手條(右上角)、(M-1)×N號拉手條(左下角)以及M×N-1號拉手條(右下角)的目標(biāo)操作位置；

步驟三、根據(jù)步驟二獲得的四個拉手條的目標(biāo)操作位置計算拉手條箱體中所有拉手條的目標(biāo)操作位置，完成硬盤陣列操作機(jī)器人目標(biāo)操作位置的標(biāo)定。

以圖1所示的4U高度標(biāo)準(zhǔn)拉手條箱體為例，在4U高度標(biāo)準(zhǔn)拉手條箱體中，各拉手條安裝艙體位置分布如圖2所示，每個拉手條安裝艙體的尺寸是相同的，理論上所設(shè)計的拉手條艙體間相互位置也是相同的，為了保證拉手條在其艙體中可靠安裝并與其電氣聯(lián)接可靠，圖2中拉手條艙體的設(shè)計也具有較高的位置精度，因此借助拉手條箱體自身較高的位置精度，基于標(biāo)定簡潔、可行的指導(dǎo)思想，確定了如下的機(jī)器人目標(biāo)操作位置標(biāo)定方法，其具體工作原理如下(這里只介紹一個拉手條箱體的標(biāo)定方法，另一個箱體的標(biāo)定方法與此相同)：

首先將機(jī)器人和拉手條箱體可靠緊固安裝于硬盤陣列柜中，并保證拉手條箱體中四個箱角處已安裝拉手條，如果按照標(biāo)準(zhǔn)的拉手條位置編號，如圖2所示，第0、3、20、23號拉手條必須插入。機(jī)器人末端操作工具如圖3所示，在標(biāo)定過程中，首先控制機(jī)器人末端到達(dá)0號拉手條位置附近，然后微調(diào)機(jī)器人末端工具位置，使末端工具與0號拉手條的位置關(guān)系達(dá)到在常人的視覺觀察下，末端工具與0號拉手條的位置關(guān)系必須大致滿足如下三種要求：

1、目測使機(jī)器人末端工具頂面與拉手條頂面平齊；

2、目測使機(jī)器人末端工具右側(cè)面與拉手條右側(cè)面(面對拉手條方向)平齊；

3、目測使機(jī)器人末端工具前端面與拉手條前端面(面對拉手條方向)剛好貼合。

在滿足上述三種位置要求后，可記錄下此時0號拉手條處機(jī)器人的末端工具空間X、Y、Z位置，同理控制機(jī)器人末端工具分別到達(dá)3、20、23號拉手條處，按照標(biāo)定0號盤方法依次記錄機(jī)器人的末端工具空間X、Y、Z位置，由于每行、每列的拉手條艙體尺寸均相同，并且都是等間隔分布，因此可以根據(jù)四個角的拉手條的目標(biāo)操作位置計算得到所有拉手條的目標(biāo)操作位置。

具體計算過程如下：

假定通過上述標(biāo)定得到的拉手條箱體中第0、3、20、23號拉手條標(biāo)定位置分別對應(yīng)為：(X₀、Y₀、Z₀)、(X₃、Y₃、Z₃)、(X₂₀、Y₂₀、Z₂₀)、(X₂₃、Y₂₃、Z₂₃)，則結(jié)合圖2中拉手條各艙體間的相對位置，先計算得到第1、2、4、7、8、11、12、15、16和19這10個拉手條的目標(biāo)操作位置，計算方法分別為：

第0號、第1號、第2號、第3號拉手條的目標(biāo)操作位置計算公式如下：

公式(1)中i取0、1、2、3分別代表第0號、第1號、第2號、第3號拉手條。

第20號、第21號、第22號、第23號拉手條的目標(biāo)操作位置計算公式如下：

公式(2)中i取20、21、22、23分別代表第20號、第21號、第22號、第23號拉手條。

第4號、第8號、第12號、第16號拉手條的目標(biāo)操作位置計算公式如下：

公式(3)中i取4、8、12、16分別代表第4號、第8號、第12號、第16號拉手條。

第7號、第11號、第15號、第19號拉手條的目標(biāo)操作位置計算公式如下：

公式(4)中i取7、11、15、19分別代表第7號、第11號、第15號、第19號拉手條。

在得到上述第0、1、2、3、4、7、8、11、12、15、16、19、20、23這14個拉手條的目標(biāo)操作位置后，選用第4號和第7號拉手條的位置，同理可利用公式(1)得到第5、6號拉手條的目標(biāo)操作位置，同理其余拉手條的目標(biāo)操作位置也可得到。