本發(fā)明實(shí)施例涉及機(jī)器人控制領(lǐng)域，尤其是一種手動(dòng)示教機(jī)器人的的方法和裝置。

背景技術(shù)：

針對現(xiàn)代工業(yè)快速多變以及日益增長的復(fù)雜性要求，繼柔性制造、計(jì)算機(jī)集成制造、精良生產(chǎn)及并行工程，在面向未來工業(yè)應(yīng)用的生產(chǎn)單元中，機(jī)器人不僅被要求“不知疲倦”地進(jìn)行重復(fù)工作，而且能作為一個(gè)高度柔性、開放并具有友好的人機(jī)交互功能的可編程、可重構(gòu)制造單元融合到制造業(yè)系統(tǒng)中。這一能力的實(shí)現(xiàn)要求現(xiàn)階段機(jī)器人技術(shù)整體的進(jìn)步，示教技術(shù)就是其中重要的一項(xiàng)。機(jī)器人因?yàn)槟鼙痪幊掏瓿刹煌娜蝿?wù)而被視為柔性的自動(dòng)化設(shè)備。通過某一設(shè)備或方式實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人作業(yè)任務(wù)的編程，這個(gè)過程就是機(jī)器人的示教過程。

常規(guī)的示教方法是通過示教器示教，用于一般的規(guī)則集合軌跡運(yùn)行，如直線、圓弧等，對示教者有較高的技術(shù)要求，且要有熟悉的操作技能。其示教過程不僅復(fù)雜、費(fèi)時(shí)、效率低，而且控制精度較差，影響了機(jī)器人的推廣應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的旨在至少能解決上述的技術(shù)缺陷之一，特別是對示教者要求過高的技術(shù)缺陷，而提供一種手動(dòng)示教機(jī)器人的的方法和裝置，

基于上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種手動(dòng)示教機(jī)器人的方法，包括如下步驟：

啟動(dòng)示教模式；

按照示教者的手執(zhí)驅(qū)動(dòng)指令沿預(yù)設(shè)軌跡移動(dòng)至目標(biāo)位置；

記錄所述移動(dòng)過程中各關(guān)節(jié)上編碼器的脈沖數(shù)量以及位于目標(biāo)位置時(shí)的各項(xiàng)內(nèi)置參數(shù)作為學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)；

根據(jù)記錄的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)重演所述示教中的移動(dòng)過程。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述啟動(dòng)示教模式包括接收使能電機(jī)的操作指令，使機(jī)器人處于通路狀態(tài)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述按照示教者的手執(zhí)驅(qū)動(dòng)指令沿預(yù)設(shè)軌跡移動(dòng)至目標(biāo)位置包括：以外力驅(qū)動(dòng)機(jī)器人，使得機(jī)器人的至少一個(gè)關(guān)節(jié)在外力驅(qū)動(dòng)下作相對運(yùn)動(dòng)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)記錄的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)重演所述示教中的移動(dòng)過程之前還包括:

調(diào)用閉環(huán)控制功能以提高機(jī)器人運(yùn)行軌跡的精確度。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)記錄的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)重演所述示教中的移動(dòng)過程包括：

接收示教者的重演指令；

調(diào)取最新示教下記錄的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)；

根據(jù)數(shù)據(jù)內(nèi)容重演由所述學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)控制的動(dòng)作。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種手動(dòng)示教機(jī)器人的的裝置，包括：

啟動(dòng)模塊，用于啟動(dòng)示教模式；

示例模塊，用于按照示教者的手執(zhí)驅(qū)動(dòng)指令沿預(yù)設(shè)軌跡移動(dòng)至目標(biāo)位置；

記錄模塊，用于記錄所述移動(dòng)過程中各關(guān)節(jié)上編碼器的脈沖數(shù)量以及位于目標(biāo)位置時(shí)的各項(xiàng)內(nèi)置參數(shù)作為學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)；

第一重演模塊，用于根據(jù)記錄的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)重演所述示教中的移動(dòng)過程。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述啟動(dòng)模塊包括接收使能電機(jī)的操作指令，使機(jī)器人處于通路狀態(tài)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述示例模塊包括：以外力驅(qū)動(dòng)機(jī)器人，使得機(jī)器人的至少一個(gè)關(guān)節(jié)在外力驅(qū)動(dòng)下作相對運(yùn)動(dòng)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一重演模塊之前還包括:

調(diào)用閉環(huán)控制功能以提高機(jī)器人運(yùn)行軌跡的精確度。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一重演模塊包括：

接收模塊，用于接收示教者的重演指令；

調(diào)取模塊，用于調(diào)取最新示教下記錄的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)；

第二重演模塊，用于根據(jù)數(shù)據(jù)內(nèi)容重演由所述學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)控制的動(dòng)作。

本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果：

本方案中機(jī)器人能夠記錄示教者用手驅(qū)動(dòng)機(jī)器人而使得機(jī)器人按照示教者意愿進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的示教軌跡，并且機(jī)器人能夠按照所記錄的示教軌跡運(yùn)行。該方法簡單易操作，無需編程，對示教者無任何要求，極大的降低了機(jī)器人的使用成本，而且通過加入閉環(huán)控制模塊加強(qiáng)了對機(jī)器人運(yùn)行軌跡精確度的控制。

本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，這些將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對本發(fā)明實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的內(nèi)容和這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的手動(dòng)示教機(jī)器人的方法流程圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的手動(dòng)示教機(jī)器人的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。

如圖1所示是本發(fā)明實(shí)施例提供的手動(dòng)示教機(jī)器人的方法第一實(shí)施例的方法流程圖，包括如下步驟：

S101:啟動(dòng)示教模式。

開啟機(jī)器人后選擇示教模式，當(dāng)使能電機(jī)，電機(jī)處于非自鎖狀態(tài)，此時(shí)機(jī)器人處于通路狀態(tài)。通過各驅(qū)動(dòng)器使得各伺服電機(jī)處于轉(zhuǎn)矩模式，各伺服電機(jī)輸出大小不同或相同、方向不同或相同的輸出扭矩，機(jī)器人處于靜止?fàn)顟B(tài)。

S102：按照示教者的手執(zhí)驅(qū)動(dòng)指令沿預(yù)設(shè)軌跡移動(dòng)至目標(biāo)位置。

以外力驅(qū)動(dòng)機(jī)器人，使得機(jī)器人的至少一個(gè)關(guān)節(jié)在外力驅(qū)動(dòng)下做相對運(yùn)動(dòng)，預(yù)設(shè)軌跡包括直線和曲線。當(dāng)進(jìn)行直線示教時(shí)，按下“直線”鍵，用手調(diào)整機(jī)器人到直線起點(diǎn)，并按下“記點(diǎn)”鍵，表示此地為起點(diǎn)，移動(dòng)機(jī)器人至目標(biāo)位置并以同樣方法輸入一個(gè)終點(diǎn)，根據(jù)兩點(diǎn)成線的原理，計(jì)算兩點(diǎn)間距離，并保存計(jì)算好的數(shù)值。當(dāng)進(jìn)行曲線示教時(shí)，按下“曲線”鍵，用手調(diào)整機(jī)器人到曲線起點(diǎn)，并按下“記點(diǎn)”鍵，表示起點(diǎn)，同樣方法輸入2個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，根據(jù)三點(diǎn)成弧的原理，確定圓心、半徑，計(jì)算弧長，并保存計(jì)算好的數(shù)值。

在手執(zhí)移動(dòng)機(jī)器人的過程中還加入了安全智能保護(hù)系統(tǒng)，可防止機(jī)器人誤傷示教者或者移動(dòng)中接觸其他物體引起自身損傷的情況出現(xiàn)。

S103：記錄所述移動(dòng)過程中各關(guān)節(jié)上編碼器的脈沖數(shù)量以及位于目標(biāo)位置時(shí)的各項(xiàng)內(nèi)置參數(shù)作為學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)。

通過上述手執(zhí)移動(dòng)機(jī)器人并記錄關(guān)鍵點(diǎn)的方法，系統(tǒng)采集各關(guān)節(jié)編碼器的脈沖數(shù)量以及位于目標(biāo)位置時(shí)的內(nèi)置參數(shù)，并保存供軌跡再現(xiàn)提供數(shù)據(jù)。并通過調(diào)用閉環(huán)控制功能對該數(shù)據(jù)加以處理以提高機(jī)器人運(yùn)行軌跡的精確度。

S104：根據(jù)記錄的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)重演所述示教中的移動(dòng)過程。

當(dāng)示教結(jié)束后，機(jī)器人內(nèi)部程序會(huì)對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行整合處理，當(dāng)示教者點(diǎn)擊“重演”按鍵，機(jī)器人接收到示教者的重演指令后，就會(huì)調(diào)取出最新示教下記錄的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)內(nèi)容重演由該學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)控制的動(dòng)作，例如直線行走或曲線行走，也可以直線和曲線結(jié)合取點(diǎn)構(gòu)成一條運(yùn)行軌跡。在這個(gè)重演的過程中，機(jī)器人會(huì)沿示教留下的點(diǎn)，又經(jīng)閉環(huán)控制功能完善的軌跡走完整個(gè)行程。

本方案中機(jī)器人能夠記錄示教者用手驅(qū)動(dòng)機(jī)器人而使得機(jī)器人按照示教者意愿進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的示教軌跡，并且機(jī)器人能夠按照所記錄的示教軌跡運(yùn)行。該方法簡單易操作，無需編程，對示教者無任何要求，極大的降低了機(jī)器人的使用成本，而且通過加入閉環(huán)控制模塊加強(qiáng)了對機(jī)器人運(yùn)行軌跡精確度的控制，其中智能安全控制的加入更是提高了對示教者人身安全的保護(hù)。

圖2為一個(gè)實(shí)施例的手動(dòng)示教機(jī)器人的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

基于上述的手動(dòng)示教機(jī)器人的方法，本發(fā)明還提供一種手動(dòng)示教機(jī)器人的裝置，其包括：啟動(dòng)模塊201、示例模塊202、記錄模塊203以及第一重演模塊204。

啟動(dòng)模塊201，用于啟動(dòng)示教模式；示例模塊202，用于按照示教者的手執(zhí)驅(qū)動(dòng)指令沿預(yù)設(shè)軌跡移動(dòng)至目標(biāo)位置；記錄模塊203，用于記錄所述移動(dòng)過程中各關(guān)節(jié)上編碼器的脈沖數(shù)量以及位于目標(biāo)位置時(shí)的各項(xiàng)內(nèi)置參數(shù)作為學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)；第一重演模塊204，用于根據(jù)記錄的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)重演所述示教中的移動(dòng)過程。

啟動(dòng)模塊201，啟動(dòng)示教模式。

開啟啟動(dòng)模塊201后選擇示教模式，當(dāng)使能電機(jī)，電機(jī)處于非自鎖狀態(tài)，此時(shí)啟動(dòng)模塊201處于通路狀態(tài)。通過各驅(qū)動(dòng)器使得各伺服電機(jī)處于轉(zhuǎn)矩模式，各伺服電機(jī)輸出大小不同或相同、方向不同或相同的輸出扭矩，機(jī)器人處于靜止?fàn)顟B(tài)。

示例模塊202，按照示教者的手執(zhí)驅(qū)動(dòng)指令沿預(yù)設(shè)軌跡移動(dòng)至目標(biāo)位置。

以外力驅(qū)動(dòng)機(jī)器人，使得機(jī)器人的至少一個(gè)關(guān)節(jié)在外力驅(qū)動(dòng)下做相對運(yùn)動(dòng)，預(yù)設(shè)軌跡包括直線和曲線。當(dāng)示例模塊202進(jìn)行直線示教時(shí)，按下“直線”鍵，用手調(diào)整機(jī)器人到直線起點(diǎn)，并按下“記點(diǎn)”鍵，表示此地為起點(diǎn)，移動(dòng)機(jī)器人至目標(biāo)位置并以同樣方法輸入一個(gè)終點(diǎn)，根據(jù)兩點(diǎn)成線的原理，計(jì)算兩點(diǎn)間距離，并保存計(jì)算好的數(shù)值。當(dāng)示例模塊202進(jìn)行曲線示教時(shí)，按下“曲線”鍵，用手調(diào)整機(jī)器人到曲線起點(diǎn)，并按下“記點(diǎn)”鍵，表示起點(diǎn)，同樣方法輸入2個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，根據(jù)三點(diǎn)成弧的原理，確定圓心、半徑，計(jì)算弧長，并保存計(jì)算好的數(shù)值。

在手執(zhí)移動(dòng)機(jī)器人的過程中還加入了安全智能保護(hù)系統(tǒng)，可防止機(jī)器人誤傷示教者或者移動(dòng)中接觸其他物體引起自身損傷的情況出現(xiàn)。

記錄模塊203，記錄所述移動(dòng)過程中各關(guān)節(jié)上編碼器的脈沖數(shù)量以及位于目標(biāo)位置時(shí)的各項(xiàng)內(nèi)置參數(shù)作為學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)。

通過上述手執(zhí)移動(dòng)機(jī)器人由記錄模塊203記錄關(guān)鍵點(diǎn)的方法，系統(tǒng)采集各關(guān)節(jié)編碼器的脈沖數(shù)量以及位于目標(biāo)位置時(shí)的內(nèi)置參數(shù)，保存供軌跡再現(xiàn)提供數(shù)據(jù)。并通過調(diào)用閉環(huán)控制功能對該數(shù)據(jù)加以處理以提高機(jī)器人運(yùn)行軌跡的精確度。

第一重演模塊204，根據(jù)記錄的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)重演所述示教中的移動(dòng)過程。

當(dāng)示教結(jié)束后，機(jī)器人內(nèi)部程序會(huì)對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行整合處理，當(dāng)示教者點(diǎn)擊“重演”按鍵，第一重演模塊204接收到示教者的重演指令后，就會(huì)調(diào)取出最新示教下記錄的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)內(nèi)容重演由該學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)控制的動(dòng)作，例如直線行走或曲線行走，也可以直線和曲線結(jié)合取點(diǎn)構(gòu)成一條運(yùn)行軌跡。在這個(gè)重演的過程中，機(jī)器人會(huì)沿示教留下的點(diǎn)，又經(jīng)閉環(huán)控制功能完善的軌跡走完整個(gè)行程。

本方案中機(jī)器人能夠記錄示教者用手驅(qū)動(dòng)機(jī)器人而使得機(jī)器人按照示教者意愿進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的示教軌跡，并且機(jī)器人能夠按照所記錄的示教軌跡運(yùn)行。該方法簡單易操作，無需編程，對示教者無任何要求，極大的降低了機(jī)器人的使用成本，而且通過加入閉環(huán)控制模塊加強(qiáng)了對機(jī)器人運(yùn)行軌跡精確度的控制，其中智能安全控制的加入更是提高了對示教者人身安全的保護(hù)。

本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明包括涉及用于執(zhí)行本發(fā)明中所述操作中的一項(xiàng)或多項(xiàng)的設(shè)備。這些設(shè)備可以為所需的目的而專門設(shè)計(jì)和制造，或者也可以包括通用計(jì)算機(jī)中的已知設(shè)備。這些設(shè)備具有存儲在其內(nèi)的計(jì)算機(jī)程序，這些計(jì)算機(jī)程序選擇性地激活或重構(gòu)。這樣的計(jì)算機(jī)程序可以被存儲在設(shè)備(例如，計(jì)算機(jī))可讀介質(zhì)中或者存儲在適于存儲電子指令并分別耦聯(lián)到總線的任何類型的介質(zhì)中，所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括但不限于任何類型的盤(包括軟盤、硬盤、光盤、CD-ROM、和磁光盤)、ROM(Read-Only Memory，只讀存儲器)、RAM(Random Access Memory，隨即存儲器)、EPROM(Erasable Programmable Read-Only Memory，可擦寫可編程只讀存儲器)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，電可擦可編程只讀存儲器)、閃存、磁性卡片或光線卡片。也就是，可讀介質(zhì)包括由設(shè)備(例如，計(jì)算機(jī))以能夠讀的形式存儲或傳輸信息的任何介質(zhì)。

以上所述僅是本發(fā)明的部分實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。