[發(fā)明專(zhuān)利]一種針對(duì)機(jī)械臂的主從模式示教系統(tǒng)及示教方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710396562.6
• 申請(qǐng)日: 2017-05-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107030679A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 牛福永;賈相晟
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 賈相晟
• 主分類(lèi)號(hào): B25J9/00
• 分類(lèi)號(hào): B25J9/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)械臂和雙臂機(jī)器人同步示教技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種針對(duì)機(jī)械臂的主從模式示教系統(tǒng)及示教方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著機(jī)械臂技術(shù)的迅速發(fā)展，安全協(xié)作和柔性關(guān)節(jié)技術(shù)的提高，機(jī)械臂技術(shù)不在局限于工業(yè)和制造業(yè)，越來(lái)越多的領(lǐng)域開(kāi)始使用機(jī)械臂，比如，醫(yī)療、服務(wù)業(yè)、遠(yuǎn)程控制、安檢等。現(xiàn)有的機(jī)械臂示教已經(jīng)無(wú)法滿足很多應(yīng)用場(chǎng)景，對(duì)機(jī)械臂示教操作提出更高要求。

在使用機(jī)械臂過(guò)程中，制定任務(wù)一般通過(guò)編程示教和拖動(dòng)示教設(shè)置動(dòng)作和工作目標(biāo)，編程示教方式為機(jī)械臂根據(jù)設(shè)置好的編程指令執(zhí)行動(dòng)作，拖動(dòng)示教為拖動(dòng)機(jī)械臂行走，并將行走軌跡存入控制器，以后使用時(shí)，控制器根據(jù)行走軌跡指導(dǎo)機(jī)械臂行走。通過(guò)機(jī)械臂操作界面的編程能夠滿足一般應(yīng)用場(chǎng)合，但操作過(guò)程較為繁瑣，操作方式不夠簡(jiǎn)單友好。拖動(dòng)示教相比編程示教的優(yōu)點(diǎn)是只需要通過(guò)拖動(dòng)機(jī)械臂手臂就可以完成動(dòng)作的設(shè)計(jì)，不需要去了解紛繁復(fù)雜的命令方式，還可以根據(jù)用戶(hù)拖動(dòng)的速度、軌跡和力度，完成目標(biāo)動(dòng)作。

雖然編程示教和拖動(dòng)示教能夠滿足普通應(yīng)用環(huán)境，然而，對(duì)于非重復(fù)性和對(duì)實(shí)時(shí)操作要求較高的工作，無(wú)法通過(guò)制定任務(wù)方式完成。例如，用于遠(yuǎn)程手術(shù)醫(yī)療的機(jī)械臂，在操作之前需要先經(jīng)過(guò)人為分析和確認(rèn)，然后制定機(jī)械臂移動(dòng)任務(wù)，在未經(jīng)過(guò)人為的分析和確認(rèn)情況下，機(jī)械臂無(wú)法確定下一個(gè)動(dòng)作。這種邊觀察邊操作的方式，無(wú)法通過(guò)編程示教提前做好任務(wù)編程。在手術(shù)過(guò)程中通過(guò)編程方式無(wú)法達(dá)到熟練醫(yī)師的精確度(力度、速度)，而正在實(shí)施手術(shù)的機(jī)械臂又無(wú)法直接拖動(dòng)。

基于以上描述，亟需一種新的針對(duì)機(jī)械臂的示教系統(tǒng)及示教方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的對(duì)于非重復(fù)性和對(duì)實(shí)時(shí)操作要求較高的工作，無(wú)法通過(guò)制定任務(wù)方式完成的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的之一在于提供一種針對(duì)機(jī)械臂的主從模式示教方法，該方法應(yīng)用于機(jī)械臂和雙臂機(jī)器人同步示教，通過(guò)兩個(gè)相同或具有相同功能的操控裝置，一個(gè)做為示教機(jī)械臂(主控機(jī)械臂)，另一個(gè)做為執(zhí)行工作的機(jī)械臂(從動(dòng)機(jī)械臂)，通過(guò)操作主控機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)從動(dòng)機(jī)械臂按照主控機(jī)械臂示教方式運(yùn)行，該方法對(duì)于非重復(fù)性、遠(yuǎn)程操作和對(duì)實(shí)時(shí)操作要求較高的工作，可以通過(guò)制定任務(wù)的方式完成，并達(dá)到高精度要求。

本發(fā)明的目的之二在于提供一種針對(duì)機(jī)械臂的主從模式示教系統(tǒng)，該示教系統(tǒng)應(yīng)用于以上示教方法，對(duì)于非重復(fù)性、遠(yuǎn)程操作和對(duì)實(shí)時(shí)操作要求較高的工作，可以通過(guò)制定任務(wù)的方式完成，并達(dá)到高精度要求。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種針對(duì)機(jī)械臂的主/從模式示教系統(tǒng)，包括：

主控機(jī)械臂、作為示教機(jī)械臂，按照預(yù)設(shè)示教方式運(yùn)行；

從動(dòng)機(jī)械臂、作為最終執(zhí)行的機(jī)械臂，按照主控機(jī)械臂示教方式運(yùn)行；

實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)、包括實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和中央處理器，通過(guò)操作主控機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)從動(dòng)機(jī)械臂按照主控機(jī)械臂示教方式運(yùn)行；以及

激光跟蹤測(cè)量系統(tǒng)、對(duì)主控機(jī)械臂和從動(dòng)機(jī)械臂進(jìn)行標(biāo)定及誤差補(bǔ)償。

作為優(yōu)選，所述實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)采用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)；中央處理器采用intel Atom4核心處理器。

一種針對(duì)機(jī)械臂的主/從模式示教方法，該示教方法應(yīng)用于權(quán)利要求1或2所述的示教系統(tǒng)，所述示教方法包括步驟：

操作主控機(jī)械臂按照預(yù)設(shè)方式運(yùn)行，從動(dòng)機(jī)械臂按照主控機(jī)械臂的示教方式運(yùn)行。

作為優(yōu)選，所述主控機(jī)械臂和從動(dòng)機(jī)械臂實(shí)時(shí)同步運(yùn)行。

作為優(yōu)選，所述主控機(jī)械臂和從動(dòng)機(jī)械臂實(shí)時(shí)同步運(yùn)行方式包括步驟：

步驟一、拖動(dòng)主控機(jī)械臂至A點(diǎn)位置(相對(duì)位置)；

步驟二、從動(dòng)機(jī)械臂同時(shí)移動(dòng)到A點(diǎn)位置；

步驟三、主控機(jī)械臂和從動(dòng)機(jī)械臂實(shí)時(shí)同步運(yùn)行。

作為優(yōu)選，所述主控機(jī)械臂先進(jìn)行示教，經(jīng)確認(rèn)后，將任務(wù)發(fā)送到從動(dòng)機(jī)械臂，從動(dòng)機(jī)械臂接收到任務(wù)后按照主控機(jī)械臂的示教任務(wù)執(zhí)行。

作為優(yōu)選，所述控制方式包括：

步驟一、將主控機(jī)械臂和從動(dòng)機(jī)械臂運(yùn)行到零位置，也就是機(jī)械臂原點(diǎn)；

步驟二、將主控機(jī)械臂移動(dòng)到A點(diǎn)位置；

步驟三、確認(rèn)主控機(jī)械臂示教任務(wù)完成，發(fā)送主控機(jī)械臂示教任務(wù)到從動(dòng)機(jī)械臂，從動(dòng)機(jī)械臂接收到任務(wù)后按照主控機(jī)械臂的示教任務(wù)執(zhí)行。

作為優(yōu)選，所述主控機(jī)械臂通過(guò)編程示教或拖動(dòng)模式完成示教。

作為優(yōu)選，整個(gè)示教過(guò)程中，通過(guò)激光跟蹤測(cè)量系統(tǒng)對(duì)主控機(jī)械臂及從動(dòng)機(jī)械臂標(biāo)定及誤差補(bǔ)償。