[發(fā)明專利]一種機器人示教方法、裝置、設(shè)備和介質(zhì)

在審

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• 申請日: 2022-03-04
• 公開（公告）號: CN114654446A
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 萬珍平;羅釗;羅翌;胡雪松;黃觀源;余家昊;黃光銓
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J9/16
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 李秋武

本發(fā)明涉及一種機器人示教方法、裝置、設(shè)備和介質(zhì)，示教方法包括以下步驟，根據(jù)末端執(zhí)行器在示教點的位姿和至少一個連接于示教點的示教單位，生成末端執(zhí)行器沿示教單位的路徑移動、而末端執(zhí)行器的姿態(tài)自適應(yīng)且光滑過渡的示教軌跡；所述示教單位用于復(fù)現(xiàn)示教路徑，根據(jù)末端執(zhí)行器在示教點的位姿生成；所述末端執(zhí)行器在示教點的位姿為響應(yīng)于姿態(tài)約束事件，調(diào)整末端執(zhí)行器在示教點的姿態(tài)獲得。本發(fā)明在機器人示教時，不需要依賴于外部傳感器，通過采用姿態(tài)約束和示教單位的方式，基于末端執(zhí)行器在示教點的位姿，在逆運動學(xué)求解時實現(xiàn)位置滿足、而姿態(tài)自適應(yīng)的過程，提高了示教的成功率；根據(jù)示教單位生成末端執(zhí)行器的移動路徑，有效提高了示教效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機器人技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種機器人示教方法、裝置、設(shè)備和介質(zhì)。

背景技術(shù)

受關(guān)節(jié)限位、機器人奇異性規(guī)避、自由度約束和結(jié)構(gòu)設(shè)計等影響，機器人在笛卡爾空間運動時，容易出現(xiàn)目標(biāo)位姿無解的情況，導(dǎo)致作業(yè)任務(wù)不易進行。傳統(tǒng)示教過程中的逆運動求解，末端執(zhí)行器的姿態(tài)采用完全約束的方式，而對于末端執(zhí)行器姿態(tài)無嚴(yán)格要求的場合，采用3個自由度完全約束姿態(tài)的方式，導(dǎo)致目標(biāo)位姿求解成功率降低。尤其對于欠自由度的機器人，其由于自由度的不足，采用完全約束姿態(tài)的方式，示教成功率低。

示教復(fù)現(xiàn)是指通過示教盒或手動拖動的方式，使末端執(zhí)行器沿目標(biāo)路徑運動，運動過程中，需要記錄并保存各個關(guān)節(jié)角度隨時間的變化的過程，并在復(fù)現(xiàn)時，還原各個關(guān)節(jié)角度隨時間變化的過程。這種方式需要記錄的東西非常多，操作繁瑣，導(dǎo)致示教效率低下。尤其對于一些具有大面積規(guī)則形狀的工況，該示教方式導(dǎo)致產(chǎn)生重復(fù)工作，時間長，效率低，大內(nèi)存的文本信息增加控制器負(fù)擔(dān)。而對于一些不規(guī)則且已知形狀特征的復(fù)雜曲線，對操作者的操作技能要求高，費時費力，運動效率低，難以拖動的方式記錄需要示教的軌跡，不能適應(yīng)一些快速的操作和復(fù)雜的運動路徑。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的之一是：提供一種機器人示教方法，通過采用姿態(tài)約束和示教單位的方式，提高了示教的成功率和示教效率。

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的之二是：提供一種機器人示教裝置。

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的之三是：提供一種機器人示教設(shè)備。

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的之四是：提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種機器人示教方法，包括以下步驟，

根據(jù)末端執(zhí)行器在示教點的位姿和至少一個連接于示教點的示教單位，生成末端執(zhí)行器沿示教單位的路徑移動、而末端執(zhí)行器的姿態(tài)自適應(yīng)且光滑過渡的示教軌跡；

所述示教單位用于復(fù)現(xiàn)示教路徑，根據(jù)末端執(zhí)行器在示教點的位姿生成；

所述末端執(zhí)行器在示教點的位姿為響應(yīng)于姿態(tài)約束事件，調(diào)整末端執(zhí)行器在示教點的姿態(tài)獲得。

進一步，調(diào)整末端執(zhí)行器在示教點的姿態(tài)包括，

通過關(guān)節(jié)空間點動、笛卡爾空間點動或拖動的方式將末端執(zhí)行器移動至示教點；通過關(guān)節(jié)角參數(shù)化的方式進行示教點的姿態(tài)調(diào)整。

進一步，關(guān)節(jié)角參數(shù)化的方式包括，

在關(guān)節(jié)空間下，點動末端執(zhí)行器、拖動末端執(zhí)行器或給定參數(shù)運行可作用于姿態(tài)的一個或多個關(guān)節(jié)，進行關(guān)節(jié)角參數(shù)化。

進一步，每個示教單位包括至少一個安全點和至少一個目標(biāo)點，相鄰的示教單位通過安全點或目標(biāo)點連接。

進一步，示教單位的生成包括，將示教點位姿信息作為輸入進行示教編程并生成示教單位，所述示教單位為示教編程中的基本單位。

進一步，在示教編程中，示教單位作為任務(wù)插入示教文本。