[發明專利]一種基于VR的機器人培訓系統

在審

• 申請號: 201711000295.2
• 申請日: 2017-10-24
• 公開（公告）號: CN107838921A
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 吳祎;余盛;孫磊
• 申請（專利權）人: 上海佳革智能科技有限公司
• 主分類號: B25J9/22
• 分類號: B25J9/22
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司31227
• 代理人: 孟旭彤

技術領域

本發明屬于機器人技術領域，特別涉及一種基于VR的機器人培訓系統。

背景技術

VR(Virtual Reality，虛擬現實)是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統，它利用計算機生成一種模擬環境，是一種多源信息融合的、交互式的三維動態視景和實體行為的系統仿真使用戶沉浸到該環境中。因此，將該技術應用到機器人培訓中成為一種趨勢。

公開號為CN106448422A的專利文件，公開了“基于VR裝置的機器人培訓系統，其特征在于，該系統包括機器人狀態反饋裝置、示教盒以及機器人控制器，所述機器人狀態反饋裝置上設有通訊模塊，與機器人控制器進行信息交互，其用于采集機器人當前各部分姿態、動作狀態數據以及模擬現場工況”。上述方案雖然也提出采用VR技術進行機器人的培訓，但是，沒有解釋機器人控制器和機器人狀態反饋裝置如何與VR裝置實現將機器人的動作狀態準確呈現給操作人員，使得本領域的技術人員無法獲知上述技術方案的是否能夠實現。

發明內容

本發明提供了一種基于VR的機器人培訓系統，以實現機器人培訓在VR上的應用。

一種基于VR的機器人培訓系統，該系統包括VR培訓示教器、VR仿真數據模塊和VR設備，VR培訓示教器連接VR仿真數據模塊，VR設備連接VR仿真數據模塊，

VR培訓示教器用于在培訓中操作人員操作控制機器人動作，發出控制指令，

VR仿真數據模塊接收來自VR培訓示教器的控制指令，根據機器人運動模型，解算產生用于在VR設備中呈現的機器人狀態數據，使得能夠在VR設備中呈現出三維的虛擬機器人操作空間以及機器人本體，

VR設備戴在操作人員的頭上，操作人員觀察VR設備中的場景，體驗機器人操作空間，操作VR培訓示教器的控制按鍵，觀察VR設備中機器人的工作反饋，持續不斷，完成機器人操作培訓任務。

進一步的，所述培訓系統還包括顯示器，顯示器連接VR仿真數據模塊，VR設備中的場景同樣也可以在顯示器上顯示。

進一步的，所述培訓系統還包括一個攝像頭，該攝像頭安裝在VR設備的眼鏡的前面板上并且連接VR仿真數據模塊，當該VR設備戴在操作人員頭上時，該攝像頭用于獲取VR培訓示教器的實景畫面，使得操作人員能在所述VR設備的虛擬場景中看到所述VR培訓示教器實時畫面。

進一步的，VR培訓示教器通過無線通信方式連接VR仿真數據模塊。

進一步的，VR設備通過HDMI和USB接口連接VR仿真數據模塊。

進一步的，所述攝像頭通過USB連接VR仿真數據模塊。

進一步的，VR仿真數據模塊部署在PC機上。

進一步的，所述VR設備呈現的機器人虛擬場景中，機器人的運動軌跡用突出的顏色顯示在操作人員的視野中。

進一步的，VR仿真數據模塊與VR培訓示教器間以TCP/IP協議進行數據通信。

進一步的，所述培訓系統針對6軸工業機器人的操作培訓，VR仿真數據模塊包括正向運動、逆向運動以及PTP/LIN/CIRC運動模塊，還包括單軸運動、世界坐標系下的運動、基坐標系下的運動、工具坐標系下的運動、測量工具/基坐標，VR仿真數據模塊還包括切換課程場景模塊。

本發明通過一個VR仿真數據模塊直接產生VR中機器人運動場景，接收培訓示教器的指令，給操作人員逼真的機器人操作空間和操作反饋體會。通過對設備軟硬件的集成，實現了機器人培訓系統的模擬，通過虛擬環境的教學，減少了對真實機器人設備的依賴，降低了培訓成本，同時降低了培訓工程中發生危險事故的概率。

本發明系統能夠實時的計算出機器人運行路徑，并實時顯示到VR頭戴顯示器中，讓學員能夠身臨其境的感受到機器人的運動，增強了學員的沉浸感，使學員獲得與操作真實機器人相同的培訓效果。

附圖說明

通過參考附圖閱讀下文的詳細描述，本發明示例性實施方式的上述以及其他目的、特征和優點將變得易于理解。在附圖中，以示例性而非限制性的方式示出了本發明的若干實施方式，其中：

圖1本發明的基于VR的機器人培訓系統組成示意圖。

圖2是本發明實施例中VR仿真數據模塊組成原理圖。

圖3是本發明實施例中示教器與PC主機間通信示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種基于VR的機器人培訓系統，該系統包括VR培訓示教器、VR仿真數據模塊和VR設備，VR培訓示教器連接VR仿真數據模塊，VR設備連接VR仿真數據模塊。