[發明專利]分離式機器人拖動示教手柄及其示教方法

在審

• 申請號: 201610039446.4
• 申請日: 2016-01-21
• 公開（公告）號: CN105500345A
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發明（設計）人: 李洪斌;閻宏偉;楊忠;王品;蘇兆鋒
• 申請（專利權）人: 煙臺拓偉機械有限公司
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J19/00
• 代理公司: 煙臺雙聯專利事務所(普通合伙) 37225
• 代理人: 呂靜

技術領域

本發明涉及一種機器人拖動示教手柄及其示教方法，具體說是一種分離式機器人拖動示教手柄及其示教方法，屬于機器人示教設備及其示教方法技術領域。

背景技術

為了更好的滿足未來工業應用的需要，機器人需要有更好的柔性和開放性，并具有友好的人機交互功能的可編程功能，機器人示教系統就是其中一項重要技術。

目前較為常用的機器人示教方式為拖動示教，依靠操作員觀察機器人末端執行器相對于作業對象的位姿，通過對示教器的操作，拖動機器人沿作業路徑運動。在拖動過程中，計算機采集并記錄各關節運動數據，從而得到機器人作業路徑數據。

現有的示教器上配備力/力矩傳感器，當操作員通過操縱安裝在機器人末端執行器上的控制手柄對機器人進行作業軌跡演示時，力/力矩傳感器產生相應的輸出數據，機器人控制器根據該數據驅動機器人各關節運動。其不足之處如下：（1）力/力矩傳感器成本較高，導致整套示教器價格昂貴。（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致機構的振動，從而影響示教效果。（3）現有的示教器手柄可移動的空間較小，不夠直觀。

發明內容

本發明在于解決已有技術中力/力矩傳感器成本高、示教效果差、手柄可移動空間小的不足，提供一種成本低、示教效果直觀可靠、手柄移動空間大的分離式機器人拖動示教手柄及其示教方法。

本發明的分離式機器人拖動示教手柄是通過以下技術方案實現的：

分離式機器人拖動示教手柄，包括手柄本體，其特殊之處在于：所述手柄本體上設有輸入示教操作人員期望運動軌跡的搖桿，所述搖桿的輸出端連接有將機械動作轉換為模擬量電信號的傳感器，所述傳感器的輸出端連接有將模擬量電信號轉換為數字量信號的模數轉換ADC模塊，所述模數轉換ADC模塊的輸出端連接有實現手柄與上位機之間數據交換的通訊模塊；

一種應用上述分離式機器人拖動示教手柄的拖動示教系統，包括手柄本體和上位機，其特殊之處在于：所述手柄本體上設有輸入示教操作人員期望運動軌跡的搖桿，所述搖桿的輸出端連接有將機械動作轉換為模擬量電信號的傳感器，所述傳感器的輸出端連接有將模擬量電信號轉換為數字量信號的模數轉換ADC模塊，所述模數轉換ADC模塊的輸出端連接有實現手柄與上位機之間數據交換的通訊模塊；所述上位機對傳感器采集到的信號進行處理，得到期望的軌跡，并計算出機器人的控制量。

所述手柄為六自由度手柄；

利用上述分離式機器人拖動示教系統的示教方法，其特殊之處在于：將手柄本體放置在機器人末端執行器上，操作員操作手柄本體的搖桿，傳感器輸出代表搖桿運動矢量大小和方向的電信號，該電信號經模數轉換ADC模塊轉化為數字量信號通過通訊模塊上傳給上位機，上位機按照運動學反解算法求解各軸電機的控制量，驅動機器人上的各個電機運動。

本發明分離式機器人拖動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，把所設計的手柄安裝到機器人末端執行器上，操作員通過操縱手柄的搖桿，將表征末端執行器期望的運動軌跡和運動參數的矢量大小和方向傳送到機器人上位機，以驅動機器人各個關節運動。對于現場操作工人來說，上述示教過程中直觀方便；根據矢量方向和大小，控制機器人去動作，示教結束后，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機器人的拖動示教，降低了成本。

附圖說明

圖1：本發明分離式機器人拖動示教手柄的結構示意圖；

圖2：由圖1組成的示教系統結構示意圖；

圖3：圖2示教系統拖動示教過程結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

實施例1：參考圖1。該分離式機器人拖動示教手柄，為六自由度手柄，包括手柄本體，所述手柄本體上設有輸入示教操作人員期望運動軌跡的搖桿，所述搖桿的輸出端連接有將機械動作轉換為模擬量電信號的傳感器，所述傳感器的輸出端連接有將模擬量電信號轉換為數字量信號的模數轉換ADC模塊，所述模數轉換ADC模塊的輸出端連接有實現手柄與上位機之間數據交換的通訊模塊。