[發明專利]一種易操控機器人示教器

在審

• 申請號: 201710099605.4
• 申請日: 2017-02-23
• 公開（公告）號: CN106826877A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 李龍;周賽華;林偉陽;田應仲
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: B25J13/08
• 分類號: B25J13/08;B25J9/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及機器人操作技術領域，具體提供一種易操控機器人示教器。

背景技術

隨著科技的進步，各種機器人在各種操作場合下的使用越來越廣泛，示教器是機器人控制系統的重要組成部分，傳統示教器只能通過手動操作方向按鈕或者操縱桿來移動機器人的機械臂來完成示教過程，對操作者的技能要求較高。

傳統的機器人示教器將編程功能集成到示教器上，雖然方便了在線編程，但是同時也增加了示教器的體積和重量，而且提高了操作人員的入門門檻。

中國專利CN105252538A公開了一種新型工業機器人示教器，其根據慣性測量單元和攝像頭來控制機械臂的移動，使機械臂示教移動軌跡跟隨示教器的示教移動軌跡。但是由于慣性測量單元價格較為昂貴，使示教器的成本增加，而且其需要配合攝像頭，使整個示教系統比較復雜，且外界的光線強弱對示教器的使用也有影響。

發明內容

針對現有技術的不足和缺陷，本發明的目的是提供一種易操控機器人示教器，該示教器不僅操作方式簡單，更加輕便便攜，成本低，而且具有人性化的操作方式，操作者無需有具有專業的操作技能，就能快速操作機器臂。

為達到上述目的，本發明采用下述技術方案：

本發明提供一種易操控機器人示教器，包括與上位機機器人控制系統相連的嵌入式控制器，所述機器人示教器還包括與嵌入式控制器連接的航向姿態參考系統，所述航向姿態參考系統包括加速度計傳感器，陀螺儀以及磁力計，所述航向姿態參考系統的傳感器收集示教器的移動姿態，并將所述姿態軌跡傳送給所述嵌入式控制器，所述嵌入式控制器基于航向姿態參考系統的姿態變換產生機械臂的示教姿態，并將所述機械臂的示教姿態變換軌跡傳送給所述上位機機器人控制系統，所述上位機機器人控制系統基于所述機械臂的姿態變換來控制需要移動的機械臂進行相應的姿態移動。

所述機器人示教器還包括有：與所述嵌入式控制器連接的操作搖桿、位姿控制單元以及關節選擇單元，所述操作搖桿用于選擇控制機械臂的X、Y、Z軸參數來完成機械臂的示教，其位姿控制單元用于手動操縱模式下的機械臂位姿軌跡移動，其關節選擇單元可以控制特定的機械臂關節運動。

進一步的，所述機器人示教器還包括有：與所述嵌入式控制器連接的DeadMan鍵，緊急停止開關，液晶顯示屏。所述DeadMan按鈕按下時，移動示教器，機械臂可以實現示教的軌跡移動，當松開此鍵時，機械臂停止運動。所述液晶顯示屏用于輸入預設信息以及實時顯示示教器和機械臂的運動狀態。

進一步的，所述機器人示教器還包括有：與所述嵌入式控制器相連的以太網通訊模塊，所述以太網通訊模塊用來高速穩定的進行示教器和上位機之間的通訊。

優選的，示教器無需直接連接上位機，可以連接至路由器終端，顯著的擴大了遙操作的應用范圍。

與現有技術相比，本發明具有如下的優點：

本發明是一種易操控機器人示教器，本發明借助航向姿態參考系統使其具有姿勢操作系統，操作者不需要具有編程基礎，無需進行坐標矩陣轉換，通過移動示教器加上功能按鍵就能控制機械臂的位姿移動，從而完成對機器人的示教過程，降低了對操作者的技能要求。

附圖說明

圖1為本發明易操控機器人示教器的主視結構示意圖；

圖2為本發明易操控機器人示教器的右視結構示意圖；

圖3為本發明易操控機器人示教器的結構原理框圖；

圖4為本發明示教器進行控制的操作流程圖。

其中，對標注有相同附圖標記以及相同的名稱的結構構件不再重復相同的說明：

1.操作按鍵區；2.操作搖桿；3.緊急停止開關；4.液晶顯示屏；5.上殼體；6.以太網通信線纜；7.DeadMan鍵；8.下殼體；9.示教器控制模塊；10.航向姿態參考系統；11.磁力計；12.加速度計；13.陀螺儀；14.USB接口；15.嵌入式控制器；16.以太網通訊模塊；17.位姿控制單元；18.關節選擇單元。

具體實施方式

為使本發明的目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，以下將結合附圖，對本發明的具體實施作進一步詳細說明。

如圖1和圖2所示，該機器人示教器主要包括操作按鍵區1、操作搖桿2、緊急停止開關3、液晶顯示屏4、上殼體5、以太網通信線纜6，DeadMan鍵7，下殼體8，且所述的操作按鍵區1、操作搖桿2、緊急停止開關3、液晶顯示屏4、DeadMan鍵7以及以太網通信線纜6皆分別連接與控制模塊9。