CN105511427A - 多机器人的操控方法及操控系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人领域，公开了一种多机器人的操控方法及操控系统。本发明中，利用示教器预先设置各机器人的动作控制程序；其中，动作控制程序中包含机器人的标识号和该机器人的执行动作；通过示教器的人机交互界面，选择至少一个待操作的机器人，并将选择的机器人的标识号通知给控制器；控制器控制选择的机器人执行设置的相应动作控制程序；示教器周期性地从控制器中获取选择的机器人的反馈的状态，如果反馈的状态中指示机器人已自动停止操作，则通过人机交互界面通知给所述示教器的使用者。本发明通过示教器的人机交互方式，分担控制器的界面控制任务，实现了一个示教器控制多个机器人。

Description

多机器人的操控方法及操控系统

技术领域

本发明涉及机器人领域，特别涉及多机器人的控制技术。

背景技术

随着社会生产技术的飞速发展，机器人的应用领域不断扩展。从自动化生产线到海洋资源的探索，乃至太空作业等领域，机器人可谓是无处不在。然而就目前的机器人技术水平而言，单机器人在信息的获取、处理及控制能力等方面都是有限的，对于复杂的工作任务及多变的工作环境，单机器人的能力更显不足。于是，由多个机器人协调、协作进行生产、探索活动的多机器人系统应运而生。

在多机器人控制中，通常使用者借助示教器，通过控制器对机器人进行动作操控，目前，一个示教器只能控制一个机器人，虽然已可以实现对多个机器人的操控，但需要多个示教器同时进行操作，使用非常不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多机器人的操控方法及操控系统，实现一个示教器控制多个机器人。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种多机器人的操控方法，包含以下步骤：

利用示教器预先设置各机器人的动作控制程序；其中，动作控制程序中包含机器人的标识号和该机器人的执行动作；

通过示教器的人机交互界面，选择至少一个待操作的机器人，并将选择的机器人的标识号通知给控制器；

控制器控制选择的机器人执行设置的相应动作控制程序；

示教器周期性地从控制器中获取选择的机器人的反馈的状态，如果反馈的状态中指示机器人已自动停止操作，则通过人机交互界面通知给所述示教器的使用者。

本发明的实施方式还提供了一种多机器人的操控系统，包含：

示教器和与示教器通信连接的控制器；

其中，示教器包含：

程序设置模块，用于预先设置各机器人的动作控制程序；其中，动作控制程序中包含机器人的标识号和该机器人的执行动作；

选择模块，用于通过人机交互界面，选择至少一个待操作的机器人；

发送模块，用于将选择模块选择的机器人的标识号通知给控制器；

接收模块，用于周期性地从控制器中获取选择的机器人的反馈的状态；

通知模块，用于在反馈的状态指示机器人已自动停止操作时，通过人机交互界面通知给所述示教器的使用者。

本发明实施方式相对于现有技术而言，通过示教器的人机交互界面选择待操作的机器人，利用示教器预先设置各机器人的动作控制程序，并通过示教器周期性地获取选择的机器人的反馈的状态，将非常占据CPU的界面控制从控制器转移到示教器中，大大减轻了控制器的负担，从而实现一个控制器通过一个示教器控制多个机器人。

另外，在控制器控制选择的机器人执行设置的相应动作控制程序的步骤之前，还包含：示教器判断机器人的操控模式；如果操控模式为自动操控，则通知控制器禁止对选择的机器人进行参数和动作的设定。这可以防止出现多重控制命令以至于机器人接收到的动作控制程序混乱，进而造成机器人动作不可控的局面。

另外，示教器周期性地从控制器中获取选择的机器人的反馈的状态的步骤中，包含以下子步骤：如果选择的机器人的个数大于一个，则示教器周期性地以轮询方式从控制器中获取各机器人的反馈的状态。这使得示教器可以及时获得机器人的状态信息，便于有针对性地调整对机器人的动作操控。

另外，在控制器控制选择的机器人执行设置的相应动作控制程序的步骤后，还包含：如果控制器接收到来自示教器的速度修正指令，则根据该速度修正指令调整机器人的动作执行速度；其中，速度修正指令内携带待调整的机器人标识号、需调整的速度信息。这使得控制器对机器人的控制操作更加细致、准确。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施方式的多机器人的操控方法的流程图；

图2是根据本发明的第二实施方式的多机器人的操控系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种多机器人的操控方法。具体流程如图1所示。

在步骤101中，判断是否选择自动操控模式。若判断为是，则执行步骤102，若判断为否，则执行步骤106。具体地说，通过示教器选择使用自动操控模式还是手动操控模式，获得选择结果后，示教器将选择结果通知给控制器。

在步骤102中，通过示教器选择一个或多个待操控的机器人。具体地说，通过示教器的人机交互界面，选择至少一个待操作的机器人，示教器会记录被选中的所有机器人的标识号，用于接下来分配各被选中的机器人的动作控制程序。各机器人的动作控制程序可以是利用示教器预先设置好的，其中包含机器人的标识号和该机器人的执行动作。

在步骤103中，检测是否按下启动按键。若检测结果为是，则执行步骤104，若否，则返回等待。进入该步骤，说明已选择使用自动操控模式。示教器判断是否已完成预先设置的动作控制程序的加载，如果已完成，则检测启动按键是否被按下。当检测到启动按键被按下时，开始执行自动操控模式下的相关步骤，否则，返回继续等待。

在步骤104中，将选择的机器人的标识号通知给控制器。示教器通过以太网给主站(控制器)发送一个数据包，数据包中包含选择的机器人的标识号信息，即，要启动哪几个机器人。

在步骤105中，通知控制器禁止对选择的机器人进行参数和动作的设定。基于安全保护机制，在自动操控过程中，禁止控制器对被选中的机器人进行参数和动作设定，即禁止控制器对所选机器人进行一般动作控制，以防出现多重控制命令使得机器人接收到的动作控制程序混乱，进而造成机器人动作不可控的局面。

在步骤106中，控制器控制机器人执行相应动作控制程序。自动操控模式下，机器人执行的动作控制程序是预先设置好的。设置动作控制程序时，预先在示教器的手动模式下新建-激活(激活即是告诉控制器文件名)-编辑机器人动作控制程序，示教器先要读取ftp服务器(位于控制器)中的程序列表，可以新建或直接激活要运行的程序，通过本地编辑程序替换掉ftp服务器中的相应程序，或者，直接在ftp服务器中编辑。本步骤中，控制器读取本地文件(要执行的动作控制程序名称已经通过激活操作告知控制器了)，也就是说，控制器根据示教器通知的程序名称，获取选择的机器人需执行的动作控制程序。不同机器人可以有不同的动作控制程序。

另外，如果控制器接收到来自示教器的速度修正指令，则根据该速度修正指令调整机器人的动作执行速度；其中，速度修正指令内携带待调整的机器人标识号、需调整的速度信息。这使得控制器对机器人的控制操作更加细致、准确。

如果控制器检测到针对选择的机器人的急停命令或停止命令，则中止相应机器人的动作。这样有利于保证机器人操作过程中机器人自身以及周围环境的安全性。

在自动运行过程中也可以切换机器人，比如选中一个机器人做停止操作或查询状态。

在步骤107中，通过示教器选择一个待操控的机器人。进入该步骤，说明已选择使用手动操控模式。此时出于安全考虑选择手动操控的机器人个数只能是一个。

在步骤108中，手动操控机器人。在做好前期设置后，可以开始通过示教器手动操控机器人执行各种动作。

在本实施方式中，手动模式下可以有两种子模式，一种是手动控制执行加工程序，另一种是控制单轴或XYZ方向的移动，不执行加工程序。

在步骤109中，判断是否达到预设查询周期。若判断结果为是，则执行步骤110，若否，在返回等待。比如，假设预设查询周期为100ms，那么每隔100ms执行一次步骤110，未到预设查询周期时则继续等待。

在步骤110中，从控制器获取机器人的反馈状态。示教器周期性地(比如每隔100ms)，向控制器发送状态请求消息，从控制器中获取选择的机器人的反馈的状态，如果选择的机器人的个数大于一个，则示教器周期性地以轮询方式从控制器中获取各机器人的反馈的状态。比如在第一个周期，接收第一个机器人的状态反馈(可以包括机器人的当前位置、指令运行到第几行即指令的运行状态、报警标志位等)；在第二个周期，接收第二个机器人的状态反馈，以此类推。

在步骤111中，判断是否反馈的状态中指示机器人已自动停止操作。若判断结果为是，则执行步骤112，若否，则执行步骤114。

在步骤112中，通过人机交互界面通知给示教器的使用者。进入该步骤，表示示教器根据收到的该机器人的状态反馈消息，判断反馈的状态中指示机器人已自动停止操作，示教器将当前状态告诉用户，由用户进行报警的确认和清除。

在步骤113中，示教器读取警报详情，分析报警原因。在对发出报警信息的机器人进行紧急处理后，示教器还要进一步处理报警信息。在本实施方式中，控制器发送的报警信息可能包含多种情况，比如轴位置超出限位、伺服温度过高、机器运动的速度超速或者程序的解析错误等等；可能的报警原因也有多种，比如机器人报警、轴报警、伺服报警等等。在该步骤中，示教器应读取从控制器发来的报警信息中的警报详情，并分析造成本次报警的原因所在。

在步骤114中，判断机器人控制程序是否已执行完成。若判断结果为是，则本次机器人操控过程结束，若否，则返回等待下一个查询周期。

在本实施方式中，通过示教器的人机交互界面选择待操作的机器人，利用示教器预先设置各机器人的动作控制程序，并通过示教器周期性地获取选择的机器人的反馈的状态，将非常占据CPU的界面控制从控制器转移到示教器中，大大减轻了控制器的负担，从而实现一个控制器通过一个示教器控制多个机器人。

本发明第二实施方式涉及一种多机器人的操控系统，如图2所示，包含：示教器和与示教器通信连接的控制器；

其中，示教器包含：

程序设置模块，用于预先设置各机器人的动作控制程序；其中，动作控制程序中包含机器人的标识号和该机器人的执行动作；

选择模块，用于通过人机交互界面，选择至少一个待操作的机器人；

发送模块，用于将选择模块选择的机器人的标识号通知给控制器；

接收模块，用于周期性地从控制器中获取选择的机器人的反馈的状态；

通知模块，用于在反馈的状态指示机器人已自动停止操作时，通过人机交互界面通知给所述示教器的使用者。

示教器还包含：

操控模式判断模块，用于判断机器人的操控模式；

通知模块还用于在所述操控模式判断模块判定所述操控模式为自动操控时，通知控制器禁止对选择的机器人进行参数和动作的设定。

不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的系统实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种多机器人的操控方法，其特征在于，包含以下步骤：

利用示教器预先设置各机器人的动作控制程序；其中，所述动作控制程序中包含机器人的标识号和该机器人的执行动作；

通过所述示教器的人机交互界面，选择至少一个待操作的机器人，并将所述选择的机器人的标识号通知给控制器；

所述控制器控制所述选择的机器人执行所述设置的相应动作控制程序；

所述示教器周期性地从所述控制器中获取所述选择的机器人的反馈的状态，如果所述反馈的状态中指示机器人已自动停止操作，则通过人机交互界面通知给所述示教器的使用者。

2.根据权利要求1所述的多机器人的操控方法，其特征在于，所述利用示教器预先设置各机器人的动作控制程序的步骤中，包含以下子步骤：

所述示教器从所述控制器中获取存储有各动作控制程序的程序列表；

所述示教器在所述程序列表内新建动作控制程序或重新编辑所述程序列表内已有的动作控制程序，并将新建或重新编辑的动作控制程序的程序名称通知给所述控制器；

所述控制器控制所述选择的机器人执行所述设置的相应动作控制程序的步骤中，所述控制器根据所述示教器通知的程序名称，获取所述选择的机器人需执行的动作控制程序。

3.根据权利要求1所述的多机器人的操控方法，其特征在于，在所述控制器控制所述选择的机器人执行所述设置的相应动作控制程序的步骤之前，还包含：

所述示教器判断机器人的操控模式；

如果所述操控模式为自动操控，则通知所述控制器禁止对所述选择的机器人进行参数和动作的设定。

4.根据权利要求3所述的多机器人的操控方法，其特征在于，还包含：

如果所述操控模式为自动操控，则所述示教器判断是否已完成所述动作控制程序的加载，如果已完成则检测启动按键是否被按下；

如果所述启动按键被按下，则所述示教器执行将所述选择的机器人的标识号通知给控制器的步骤。

5.根据权利要求1所述的多机器人的操控方法，其特征在于，所述示教器周期性地从所述控制器中获取所述选择的机器人的反馈的状态的步骤中，包含以下子步骤：

如果所述选择的机器人的个数大于一个，则所述示教器周期性地以轮询方式从所述控制器中获取各机器人的反馈的状态。

6.根据权利要求1所述的多机器人的操控方法，其特征在于，在所述控制器控制所述选择的机器人执行所述设置的相应动作控制程序的步骤后，还包含：

如果所述控制器检测到针对所述选择的机器人的急停命令或停止命令，则中止相应机器人的动作。

7.根据权利要求1所述的多机器人的操控方法，其特征在于，还包含以下步骤：

如果所述反馈的状态中存在报警信息，则所述示教器从所述控制器中读取报警详情，分析报警原因。

8.根据权利要求1所述的多机器人的操控方法，其特征在于，在所述控制器控制所述选择的机器人执行所述设置的相应动作控制程序的步骤后，还包含：

如果所述控制器接收到来自所述示教器的速度修正指令，则根据该速度修正指令调整机器人的动作执行速度；

其中，所述速度修正指令内携带待调整的机器人标识号、需调整的速度信息。

9.一种多机器人的操控系统，其特征在于，包含示教器和与所述示教器通信连接的控制器；

其中，所述示教器包含：

程序设置模块，用于预先设置各机器人的动作控制程序；其中，所述动作控制程序中包含机器人的标识号和该机器人的执行动作；

选择模块，用于通过人机交互界面，选择至少一个待操作的机器人；

发送模块，用于将所述选择模块选择的机器人的标识号通知给控制器；

接收模块，用于周期性地从所述控制器中获取所述选择的机器人的反馈的状态；

通知模块，用于在所述反馈的状态指示机器人已自动停止操作时，通过人机交互界面通知给所述示教器的使用者。

10.根据权利要求9所述的多机器人的操控系统，其特征在于，所述示教器还包含：

操控模式判断模块，用于判断机器人的操控模式；

所述通知模块还用于在所述操控模式判断模块判定所述操控模式为自动操控时，通知所述控制器禁止对所述选择的机器人进行参数和动作的设定。