本實(shí)用新型涉及一種機(jī)器人示教設(shè)備，具體說是一種慣性導(dǎo)航式機(jī)器人示教設(shè)備，屬于機(jī)器人示教設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

機(jī)器人示教系統(tǒng)是工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的重要組成部分，操作者通過示教系統(tǒng)進(jìn)行手動(dòng)示教，控制機(jī)器人實(shí)現(xiàn)一系列不同的位置姿態(tài)，并記錄各個(gè)位姿點(diǎn)的信息，利用機(jī)器人語言編程使機(jī)器人執(zhí)行程序要求的軌跡運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在一定工作環(huán)境中完成重復(fù)性任務(wù)的目的。

目前機(jī)器人示教系統(tǒng)可以分為三類：示教再現(xiàn)方式、離線編程方式和基于虛擬現(xiàn)實(shí)方式。其中，示教再現(xiàn)方式為機(jī)器人示教系統(tǒng)普遍采用的方式。

示教再現(xiàn)，也稱為直接示教，由操作者通過示教盒或操作桿等直接操作機(jī)器人手臂對機(jī)器人進(jìn)行示教。典型的示教過程是依靠操作者觀察機(jī)器人及其夾具相對于作業(yè)對象的位置姿態(tài)，通過對示教盒的操作，反復(fù)調(diào)整示教點(diǎn)處機(jī)器人的作業(yè)位姿、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和工藝參數(shù)，然后將滿足作業(yè)要求的數(shù)據(jù)記錄下來，再轉(zhuǎn)入下一點(diǎn)的示教。示教過程結(jié)束后，機(jī)器人實(shí)際運(yùn)行時(shí)使用這些記錄下來的數(shù)據(jù)，經(jīng)過插補(bǔ)運(yùn)算，就可以再現(xiàn)示教點(diǎn)上記錄的機(jī)器人位姿。機(jī)器人示教流程控制簡圖如圖1所示。

采用示教再現(xiàn)方式進(jìn)行機(jī)器人示教存在以下問題：（1）對操作者的專業(yè)知識和操作技能要求較高，并需要現(xiàn)場近距離示教操作，因此具有一定的危險(xiǎn)性，安全性較差，須加入檢測和剎車作為人身保護(hù)措施。（2）操作者通過控制手柄上的力/力矩傳感器產(chǎn)生相應(yīng)的輸出數(shù)據(jù)用于機(jī)器人控制器驅(qū)動(dòng)機(jī)器人向期望的方向運(yùn)動(dòng)，無法獲取機(jī)器人精確的位姿信息以確定機(jī)器人的最優(yōu)作業(yè)姿態(tài)與路徑。（3）示教過程繁瑣、費(fèi)時(shí)，需要根據(jù)作業(yè)任務(wù)反復(fù)調(diào)整機(jī)器人的動(dòng)作軌跡姿態(tài)與位置，時(shí)效性較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型在于解決已有技術(shù)中示教再現(xiàn)方式無法獲取機(jī)器人精確的位姿信息以確定機(jī)器人的最優(yōu)作業(yè)姿態(tài)與路徑，示教過程繁瑣、費(fèi)時(shí)、時(shí)效性較差，對操作者要求高且安全性較差的不足，提供一種能夠獲取機(jī)器人精確的位姿信息以確定機(jī)器人的最優(yōu)作業(yè)姿態(tài)與路徑，示教過程簡單、省時(shí)省力、時(shí)效性好，適于一般操作者進(jìn)行操作且安全性好的慣性導(dǎo)航式機(jī)器人示教設(shè)備。

本實(shí)用新型的慣性導(dǎo)航式機(jī)器人示教設(shè)備是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

慣性導(dǎo)航式機(jī)器人示教設(shè)備，包括安裝在機(jī)器人末端的示教裝置和控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的主控計(jì)算機(jī)，其特殊之處在于：所述示教裝置包括測量示教裝置示教過程中的線性加速度和角速度信號的慣性導(dǎo)航模塊，所述慣性導(dǎo)航模塊的輸出端設(shè)有濾波電路，所述濾波電路的輸出端設(shè)有將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號的A/D轉(zhuǎn)換器，所述A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端設(shè)有與主控計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄓ嵞K，所述主控計(jì)算機(jī)將慣性導(dǎo)航模塊檢測到的信號進(jìn)行解算并向機(jī)器人輸出指令；

所述慣性導(dǎo)航模塊包括三軸加速度計(jì)和三自由度陀螺儀，所述三軸加速度計(jì)和三自由度陀螺儀沿示教裝置三軸方向安裝，輸出端連接有濾波電路；

所述主控計(jì)算機(jī)是在傳統(tǒng)工控計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)上增加信號處理模塊和指令解算模塊；

所述信號處理模塊用于將通訊模塊接收的信號解算為示教裝置的姿態(tài)信息；

所述指令解算模塊用于將示教點(diǎn)的位姿信息解算為機(jī)器人的控制信號。

本實(shí)用新型的慣性導(dǎo)航式機(jī)器人示教設(shè)備，示教時(shí)只需將示教裝置放置在機(jī)器人末端，操作者攜帶示教裝置直接運(yùn)動(dòng)，主控計(jì)算機(jī)將位姿信息記錄下來，然后將控制指令直接輸送給計(jì)算機(jī)即可，無需反復(fù)調(diào)整示教點(diǎn)處機(jī)器人的作業(yè)位姿、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和工藝參數(shù)，示教過程簡單，省事省力，對操作人員的要求也比較低，安全性好。

附圖說明

圖1：已有技術(shù)中機(jī)器人示教流程簡圖；

圖2：本實(shí)用新型慣用導(dǎo)航式機(jī)器人示教設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3：圖2的數(shù)據(jù)流示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1：參考圖2-3，該慣性導(dǎo)航式機(jī)器人示教設(shè)備，包括安裝在機(jī)器人末端的示教裝置和控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的主控計(jì)算機(jī)，所述示教裝置包括測量示教裝置示教過程中的線性加速度和角速度信號的慣性導(dǎo)航模塊，所述慣性導(dǎo)航模塊的輸出端設(shè)有濾波電路，所述濾波電路的輸出端設(shè)有將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號的A/D轉(zhuǎn)換器，所述A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端設(shè)有與主控計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄓ嵞K，所述主控計(jì)算機(jī)將慣性導(dǎo)航模塊檢測到的信號進(jìn)行解算并向機(jī)器人輸出指令；所述慣性導(dǎo)航模塊包括三軸加速度計(jì)和三自由度陀螺儀，所述三軸加速度計(jì)和三自由度陀螺儀沿示教裝置三軸方向安裝，輸出端連接有濾波電路；所述主控計(jì)算機(jī)是在傳統(tǒng)工控計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)上增加信號處理模塊和指令解算模塊；所述信號處理模塊用于將通訊模塊接收的信號解算為示教裝置的姿態(tài)信息；所述指令解算模塊用于將示教點(diǎn)的位姿信息解算為機(jī)器人的控制信號。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。