本實用新型涉及一種機器人示教系統(tǒng)，更具體地說，尤其涉及一種基于三維力傳感器的機器人示教系統(tǒng)，屬于機器人技術領域。

背景技術：

在現代工業(yè)中，隨著自動化程度的不斷提高，工業(yè)機器人在各行各業(yè)得到了廣泛的應用。而無論多么先進智能的機器人系統(tǒng)，在操作作業(yè)前示教工序都是無法避免的。機器人示教系統(tǒng)主要用于機器人示教操作中，其目的在于幫助機器人系統(tǒng)找準關鍵的軌跡點位置，并按照預設的期望軌跡進行運動。

傳統(tǒng)的機器人示教系統(tǒng)采用離線編程的方式機器人進行示教，離線示教是利用計算機圖形學成果，建立機械手及其工作環(huán)境的模型，通過對圖形的操作和控制，離線計算和規(guī)劃出作業(yè)軌跡，在確認無誤后將作業(yè)軌跡發(fā)送到機械手實現機械手編程。由于虛擬模型和實際模型存在差異，離線編程示教方法的效果不是很好，尤其是復雜的空間軌跡加工時示教顯得非常麻煩。

技術實現要素：

本實用新型的目的是針對現有技術的不足提供一種基于三維力傳感器的機器人示教系統(tǒng)，解決了現有技術中離線編程示教方法是復雜的空間軌跡加工時示教麻煩的問題，具有體感操作和感知識別功能，使機器人的示教操作更精確和高效。本實用新型所采用的技術方案如下：

本實用新型涉及一種機器人示教系統(tǒng)，更具體地說，尤其涉及一種基于三維力傳感器的機器人示教系統(tǒng)，屬于機器人技術領域。

基于三維力傳感器的機器人示教系統(tǒng)，包括機器人和通過有線或無線的方式依次連接的三維力傳感器，信號處理模塊、計算機系統(tǒng)以及機器人控制器；所述機器人包括基座、設置在基座上的若干依次串聯的關節(jié)臂；

所述三維力傳感器安裝于機器人關節(jié)臂末端；

所述信號處理模塊用于接受所述三維力傳感器采集的所述信號并將其轉化成所述計算機系統(tǒng)能接受的數字信號；

所述計算機系統(tǒng)用于對所述數字信號進行處理形成機器人操作指令，并將所述操作指令傳至所述機器人控制器；

所述機器人控制器根據所述操作指令控制所述機器人運動到操作者期望的位姿。

在上述技術方案的基礎上，本實用新型還可以作如下改進：

進一步，所述信號處理模塊包括依次連接的前置器、多路開關、信號預處理、A/D變換、接口電路，所述接口電路與所述計算機系統(tǒng)連接。

進一步，所述機器人還包括相連關節(jié)臂連接處形成驅動阻尼的阻尼器。

進一步，所述計算機系統(tǒng)包括通訊驅動模塊，通訊驅動模塊采用所述機器人控制器支持的通訊協(xié)議，將機器人操作指令上傳至所述機器人控制器；所述通訊驅動模塊包含力傳感器和力傳感器信號調制器驅動程序。

本實用新型與現有技術相比存在的有益效果是：本實用新型機器人示教系統(tǒng)通過在各個關節(jié)臂末端安裝三維力傳感器，可以同時檢測三維空間的三個力信息，實時監(jiān)測并記錄每個關節(jié)臂人工拖拽過程中力的大小和方向，從而獲得操作者更加精準的操作意圖信號并發(fā)送給計算機系統(tǒng)應用專用軟件進行處理與編譯，將所述操作意圖信號轉換成相應的機器人操作指令后上傳到機器人控制器執(zhí)行，實現機器人運動至指定位姿。使機器人示教操作更智能、精確、安全和高效，具有較強的易用性和實用性。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例所述的基于三維力傳感器的機器人示教系統(tǒng)的整體結構框圖；

圖2為本實用新型實施例所述的信號處理模塊的結構框圖；

其中，1-三維力傳感器，2-信號處理模塊，3-計算機系統(tǒng)，4-機器人控制器，5-機器人，6-前置器，7-多路開關，8-信號預處理，9-A/D變換，10-接口電路。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。根據下面說明和權利要求書，本實用新型的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比率，僅用以方便、明晰地輔助說明本實用新型實施例的目的。

實施例

本實用新型涉及一種機器人示教系統(tǒng)，更具體地說，尤其涉及一種基于三維力傳感器的機器人示教系統(tǒng)，屬于機器人技術領域。

基于三維力傳感器的機器人示教系統(tǒng)，包括機器人5和通過有線或無線的方式依次連接的三維力傳感器1，信號處理模塊2、計算機系統(tǒng)3以及機器人控制器4；所述機器人5包括基座、設置在基座上的若干依次串聯的關節(jié)臂；

所述三維力傳感器1安裝于機器人5關節(jié)臂末端；

所述信號處理模塊2用于接受所述三維力傳感器1采集的所述信號并將其轉化成所述計算機系統(tǒng)3能接受的數字信號；

所述計算機系統(tǒng)3用于對所述數字信號進行處理形成機器人5操作指令，并將所述操作指令傳至所述機器人控制器4；

所述機器人控制器4根據所述操作指令控制所述機器人5運動到操作者期望的位姿。

在上述技術方案的基礎上，本實用新型還可以作如下改進：

在一優(yōu)選方案中，所述信號處理模塊2包括依次連接的前置器6、多路開關7、信號預處理8、A/D變換9、接口電路10，所述接口電路10與所述計算機系統(tǒng)3連接。

在一優(yōu)選方案中，所述機器人5還包括相連關節(jié)臂連接處形成驅動阻尼的阻尼器。

在一優(yōu)選方案中，所述計算機系統(tǒng)3包括通訊驅動模塊，通訊驅動模塊采用所述機器人控制器4支持的通訊協(xié)議，將機器人5操作指令上傳至所述機器人控制器4；所述通訊驅動模塊包含力傳感器和力傳感器信號調制器驅動程序。

本實用新型與現有技術相比存在的有益效果是：本實用新型機器人示教系統(tǒng)通過在各個關節(jié)臂末端安裝三維力傳感器1，可以同時檢測三維空間的三個力信息，實時監(jiān)測并記錄每個關節(jié)臂人工拖拽過程中力的大小和方向，從而獲得操作者更加精準的操作意圖信號并發(fā)送給計算機系統(tǒng)3應用專用軟件進行處理與編譯，將所述操作意圖信號轉換成相應的機器人5操作指令后上傳到機器人控制器4執(zhí)行，實現機器人5運動至操作者期望的位姿。使機器人示教操作更智能、精確、安全和高效，具有較強的易用性和實用性。

本實用新型的工作過程是：一種基于三維力傳感器1的機器人示教系統(tǒng)，在各個關節(jié)臂末端安裝三維力傳感器1，通過三維力傳感器1測量并采集工作狀態(tài)下各個關節(jié)臂三維空間的三個力的信息，實時監(jiān)測人工拖拽過程中力的大小和方向，當人工施加的力超過設定閾值時，機器人5便沿著力的方向運動，記錄人工拖拽過程中機器人5的運動軌跡，力的大小和方向，前置器6將接收到三維力傳感器1傳來的信號放大后，將信號通過多路開關7傳給信號預處理8電路，將模擬信號轉換成計算機能夠處理的數字信號，再通過相應的接口電路10傳送到計算機內部系統(tǒng)進行程序編制，形成機器人5操作指令，并將操作指令傳至所述機器人控制器4；所述機器人控制器4根據所述操作指令控制所述機器人5運動到操作者期望的位姿。

顯然，本領域的技術人員可以對實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及其等同技術的范圍之內，則本實用新型也意圖包括這些改動和變型在內。