[發明專利]一種工業機器人手持示教裝置和示教方法

在審

• 申請號: 202110484376.4
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113119077A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 孔民秀;姬一明;李昂;鄧晗;劉霄朋
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J9/16
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 李智慧

1.一種工業機器人手持示教裝置，其特征在于所述裝置包括手持示教筆定位系統、機械臂驅動控制器和機械臂本體，其中：

所述手持示教筆定位系統包括紅外激光平面掃描基站、手持定位器和數據處理器；

所述紅外激光平面掃描基站用于手持定位器的激光掃描定位；

所述手持定位器用于采集自身的空間位置和姿態數據，并將這些數據通過無線通訊模塊發射到數據處理器；

所述數據處理器用于處理手持定位器采集的空間位姿數據，得到滿足機械臂本體控制要求的軌跡數據和示教指令，并將這些數據發送給機械臂驅動控制器；

所述機械臂驅動控制器用于根據示教指令控制機械臂本體運行，完成示教過程。

2.根據權利要求1所述的工業機器人手持示教裝置，其特征在于所述紅外激光平面掃描基站內部包含2個轉軸相互垂直的紅外激光發射器和紅外LED陣列，紅外激光平面掃描基站發射紅外同步閃爍信號和水平、垂直平面內的平面激光掃描信號，這些信號用于手持定位器的定位。

3.根據權利要求1所述的工業機器人手持示教裝置，其特征在于所述手持定位器的硬件部分包括紅外光敏傳感器、慣性測量單元、微處理器、無線通信模塊和可替換尖端，其中：手持定位器末端設置多個紅外光敏傳感器，紅外光敏元件受到紅外激光平面掃描基站發出的平面掃描激光照射而發出相應信號，隨著手持定位器在示教過程中的運動，慣性測量單元輸出能夠反映手持定位器空間位置和姿態信息的信號，微處理器采集每個紅外光敏傳感器的輸出信號，經過多傳感融合算法解算得到手持定位器的位姿信息。

4.根據權利要求1或3所述的工業機器人手持示教裝置，其特征在于所述紅外光敏傳感器為光電二極管。

5.一種利用權利要求1-4任一項所述裝置進行工業機器人示教的方法，其特征在于所述方法包括如下步驟：

步驟一、紅外激光平面掃描基站固定安裝在機械臂本體的附近并保證激光平面掃描范圍能夠覆蓋機械臂本體的常規工作空間，操作人員使用手持定位器完成示教過程；

步驟二、將手持定位器的定位尖端移動到軌跡的起點，按住示教按鈕，工作時的手持定位器通過無線通信模塊向數據處理器發送自身的空間位置和姿態數據，操作人員控制手持定位器按照預期的軌跡運動，到達軌跡終點時，松開示教按鈕，手持定位器停止工作；

步驟三、數據處理器收到整個示教過程中手持定位器的空間位姿數據，進行處理后將示教軌跡輸出給機械臂驅動控制器，機械臂本體按照指令運行，完成示教過程。