分離式機(jī)器人拖動(dòng)示教手柄及其示教方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)器人拖動(dòng)示教手柄及其示教方法，具體說是一種分離式機(jī)器人拖動(dòng)示教手柄及其示教方法，屬于機(jī)器人示教設(shè)備及其示教方法技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]為了更好的滿足未來工業(yè)應(yīng)用的需要，機(jī)器人需要有更好的柔性和開放性，并具有友好的人機(jī)交互功能的可編程功能，機(jī)器人示教系統(tǒng)就是其中一項(xiàng)重要技術(shù)。
[0003]目前較為常用的機(jī)器人示教方式為拖動(dòng)示教，依靠操作員觀察機(jī)器人末端執(zhí)行器相對(duì)于作業(yè)對(duì)象的位姿，通過對(duì)示教器的操作，拖動(dòng)機(jī)器人沿作業(yè)路徑運(yùn)動(dòng)。在拖動(dòng)過程中，計(jì)算機(jī)采集并記錄各關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，從而得到機(jī)器人作業(yè)路徑數(shù)據(jù)。
[0004]現(xiàn)有的示教器上配備力/力矩傳感器，當(dāng)操作員通過操縱安裝在機(jī)器人末端執(zhí)行器上的控制手柄對(duì)機(jī)器人進(jìn)行作業(yè)軌跡演示時(shí)，力/力矩傳感器產(chǎn)生相應(yīng)的輸出數(shù)據(jù)，機(jī)器人控制器根據(jù)該數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)機(jī)器人各關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。其不足之處如下:(I)力/力矩傳感器成本較高，導(dǎo)致整套示教器價(jià)格昂貴。(2)力/力矩傳感器本身屬于可變形體，如果在傳感器上連接工裝易導(dǎo)致機(jī)構(gòu)的振動(dòng)，從而影響示教效果。(3)現(xiàn)有的示教器手柄可移動(dòng)的空間較小，不夠直觀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明在于解決已有技術(shù)中力/力矩傳感器成本高、示教效果差、手柄可移動(dòng)空間小的不足，提供一種成本低、示教效果直觀可靠、手柄移動(dòng)空間大的分離式機(jī)器人拖動(dòng)示教手柄及其示教方法。
[0006]本發(fā)明的分離式機(jī)器人拖動(dòng)示教手柄是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
分離式機(jī)器人拖動(dòng)示教手柄，包括手柄本體，其特殊之處在于:所述手柄本體上設(shè)有輸入示教操作人員期望運(yùn)動(dòng)軌跡的搖桿，所述搖桿的輸出端連接有將機(jī)械動(dòng)作轉(zhuǎn)換為模擬量電信號(hào)的傳感器，所述傳感器的輸出端連接有將模擬量電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC模塊，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC模塊的輸出端連接有實(shí)現(xiàn)手柄與上位機(jī)之間數(shù)據(jù)交換的通訊豐旲塊;
一種應(yīng)用上述分離式機(jī)器人拖動(dòng)示教手柄的拖動(dòng)示教系統(tǒng)，包括手柄本體和上位機(jī)，其特殊之處在于:所述手柄本體上設(shè)有輸入示教操作人員期望運(yùn)動(dòng)軌跡的搖桿，所述搖桿的輸出端連接有將機(jī)械動(dòng)作轉(zhuǎn)換為模擬量電信號(hào)的傳感器，所述傳感器的輸出端連接有將模擬量電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC模塊，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC模塊的輸出端連接有實(shí)現(xiàn)手柄與上位機(jī)之間數(shù)據(jù)交換的通訊模塊;所述上位機(jī)對(duì)傳感器采集到的信號(hào)進(jìn)行處理，得到期望的軌跡，并計(jì)算出機(jī)器人的控制量。
[0007]所述手柄為六自由度手柄；
利用上述分離式機(jī)器人拖動(dòng)示教系統(tǒng)的示教方法，其特殊之處在于:將手柄本體放置在機(jī)器人末端執(zhí)行器上，操作員操作手柄本體的搖桿，傳感器輸出代表?yè)u桿運(yùn)動(dòng)矢量大小和方向的電信號(hào)，該電信號(hào)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC模塊轉(zhuǎn)化為數(shù)字量信號(hào)通過通訊模塊上傳給上位機(jī)，上位機(jī)按照運(yùn)動(dòng)學(xué)反解算法求解各軸電機(jī)的控制量，驅(qū)動(dòng)機(jī)器人上的各個(gè)電機(jī)運(yùn)動(dòng)。
[0008]本發(fā)明分離式機(jī)器人拖動(dòng)示教手柄可操縱空間大，操作員操作過程非常直觀;在示教過程中，把所設(shè)計(jì)的手柄安裝到機(jī)器人末端執(zhí)行器上，操作員通過操縱手柄的搖桿，將表征末端執(zhí)行器期望的運(yùn)動(dòng)軌跡和運(yùn)動(dòng)參數(shù)的矢量大小和方向傳送到機(jī)器人上位機(jī)，以驅(qū)動(dòng)機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)操作工人來說，上述示教過程中直觀方便;根據(jù)矢量方向和大小，控制機(jī)器人去動(dòng)作，示教結(jié)束后，將手柄移走即可，即分離式的，所以，該示教手柄可以用于多臺(tái)機(jī)器人的拖動(dòng)示教，降低了成本。
【附圖說明】
[0009]圖1:本發(fā)明分離式機(jī)器人拖動(dòng)示教手柄的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2:由圖1組成的示教系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3:圖2示教系統(tǒng)拖動(dòng)示教過程結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0011 ]實(shí)施例1:參考圖1。該分離式機(jī)器人拖動(dòng)示教手柄，為六自由度手柄，包括手柄本體，所述手柄本體上設(shè)有輸入示教操作人員期望運(yùn)動(dòng)軌跡的搖桿，所述搖桿的輸出端連接有將機(jī)械動(dòng)作轉(zhuǎn)換為模擬量電信號(hào)的傳感器，所述傳感器的輸出端連接有將模擬量電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC模塊，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC模塊的輸出端連接有實(shí)現(xiàn)手柄與上位機(jī)之間數(shù)據(jù)交換的通訊模塊。
[0012]如圖2所示，該分離式機(jī)器人拖動(dòng)示教系統(tǒng)，包括六自由度手柄本體，所述手柄本體上設(shè)有輸入示教操作人員期望運(yùn)動(dòng)軌跡的搖桿，所述搖桿的輸出端連接有將機(jī)械動(dòng)作轉(zhuǎn)換為模擬量電信號(hào)的傳感器，所述傳感器的輸出端連接有將模擬量電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC模塊，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC模塊的輸出端連接有實(shí)現(xiàn)手柄與上位機(jī)之間數(shù)據(jù)交換的通訊模塊;所述上位機(jī)對(duì)傳感器采集到的信號(hào)進(jìn)行處理，得到期望的軌跡，并計(jì)算出機(jī)器人的控制量，所述上位機(jī)為電腦。
[0013]如圖3所示，該分離式機(jī)器人拖動(dòng)示教系統(tǒng)的示教方法，將手柄本體放置在機(jī)器人末端執(zhí)行器上，操作員操作手柄本體的搖桿，傳感器輸出代表?yè)u桿運(yùn)動(dòng)矢量大小和方向的電信號(hào)，該電信號(hào)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC模塊轉(zhuǎn)化為數(shù)字量信號(hào)通過通訊模塊上傳給上位機(jī)，上位機(jī)按照運(yùn)動(dòng)學(xué)反解算法求解各軸電機(jī)的控制量，驅(qū)動(dòng)機(jī)器人上的各個(gè)電機(jī)運(yùn)動(dòng)。
[0014]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.分離式機(jī)器人拖動(dòng)示教手柄，包括手柄本體，其特征在于:所述手柄本體上設(shè)有輸入示教操作人員期望運(yùn)動(dòng)軌跡的搖桿，所述搖桿的輸出端連接有將機(jī)械動(dòng)作轉(zhuǎn)換為模擬量電信號(hào)的傳感器，所述傳感器的輸出端連接有將模擬量電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC模塊，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC模塊的輸出端連接有實(shí)現(xiàn)手柄與上位機(jī)之間數(shù)據(jù)交換的通訊模塊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述分離式機(jī)器人拖動(dòng)示教手柄，其特征在于:所述手柄為六自由度手柄。3.由權(quán)利要求1所示分離式機(jī)器人拖動(dòng)示教手柄組成的拖動(dòng)示教系統(tǒng)，包括手柄本體和上位機(jī)，其特征在于:所述手柄本體上設(shè)有輸入示教操作人員期望運(yùn)動(dòng)軌跡的搖桿，所述搖桿的輸出端連接有將機(jī)械動(dòng)作轉(zhuǎn)換為模擬量電信號(hào)的傳感器，所述傳感器的輸出端連接有將模擬量電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC模塊，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC模塊的輸出端連接有實(shí)現(xiàn)手柄與上位機(jī)之間數(shù)據(jù)交換的通訊模塊;所述上位機(jī)對(duì)傳感器采集到的信號(hào)進(jìn)行處理，得到期望的軌跡，并計(jì)算出機(jī)器人的控制量。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述分離式機(jī)器人拖動(dòng)示教手柄，其特征在于:所述手柄為六自由度手柄。5.利用權(quán)利要求4或5所述分離式機(jī)器人拖動(dòng)示教系統(tǒng)的示教方法，其特征在于:將手柄本體放置在機(jī)器人末端執(zhí)行器上，操作員操作手柄本體的搖桿，傳感器輸出代表?yè)u桿運(yùn)動(dòng)矢量大小和方向的電信號(hào)，該電信號(hào)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC模塊轉(zhuǎn)化為數(shù)字量信號(hào)通過通訊模塊上傳給上位機(jī)，上位機(jī)按照運(yùn)動(dòng)學(xué)反解算法求解各軸電機(jī)的控制量，驅(qū)動(dòng)機(jī)器人上的各個(gè)電機(jī)運(yùn)動(dòng)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種分離式機(jī)器人拖動(dòng)示教手柄及其示教方法，為了解決已有技術(shù)中力/力矩傳感器成本高、示教效果差、手柄可移動(dòng)空間小的不足，該分離式機(jī)器人拖動(dòng)示教手柄，包括手柄本體，所述手柄本體上設(shè)有輸入示教操作人員期望運(yùn)動(dòng)軌跡的搖桿，所述搖桿的輸出端連接有將機(jī)械動(dòng)作轉(zhuǎn)換為模擬量電信號(hào)的傳感器，所述傳感器的輸出端連接有將模擬量電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC模塊，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC模塊的輸出端連接有實(shí)現(xiàn)手柄與上位機(jī)之間數(shù)據(jù)交換的通訊模塊。該分離式機(jī)器人拖動(dòng)示教手柄可操縱空間大，操作員操作過程非常直觀；示教結(jié)束后，將手柄移走即可，即分離式的，所以，該示教手柄可以用于多臺(tái)機(jī)器人的拖動(dòng)示教，降低了成本。
【IPC分類】B25J9/00, B25J19/00
【公開號(hào)】CN105500345
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610039446
【發(fā)明人】李洪斌, 閻宏偉, 楊忠, 王品, 蘇兆鋒
【申請(qǐng)人】煙臺(tái)拓偉機(jī)械有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2016年1月21日