CN107303671A - 协作机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种协作机器人，特别是一种能够人机协作的协作机器人。所述协作机器人包括机械手及示教装置。所述机械手用于执行操作任务，所述机械手具有握持部。所述示教装置包括按压单元，所述按压单元用于控制所述机械手的学习过程，所述示教装置设置在所述机械手上，且所述按压单元与所述握持部重叠，使得外力能够同时作用在所述按压单元及所述握持部。本发明协作机器人的示教装置替代了人工托持，降低了人工操作强度且极大提高了操作便利程度。

Description

协作机器人

技术领域

本发明涉及一种自动化设备，特别是一种可用于人机协作的协作机器人。

背景技术

机器人，即是自动执行工作的机器装置。机器人既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工。而随着生产生活的日益增长便利需要及机器人技术的发展，协作机器人也将会慢慢渗入各个工业领域，与人共同工作，并逐渐取代单调、重复性高、危险性强的工作。机器人在进行一项新的操作任务时，往往需要进行学习，也即是通过人工推拽从而存储操作步骤。现有技术中的学习过程的人工操作往往较为复杂且操作难度较大。

发明内容

本发明的目的之一是为了克服现有技术中的不足，提供一种操控便利的协作机器人。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种协作机器人，其特征在于，所述协作机器人包括：

机械手，所述机械手用于执行操作任务，所述机械手具有握持部；

示教装置，所述示教装置包括按压单元，所述按压单元用于控制所述机械手的学习过程，所述示教装置设置在所述机械手上，且所述按压单元与所述握持部重叠，使得外力能够同时作用在所述按压单元及所述握持部。

优选地，所述示教装置可拆卸地设置在所述机械手上。

优选地，所述示教装置为圆环状、弧片状或平板状。

优选地，所述机械手的握持部开设有卡槽；

所述示教装置卡设在所述卡槽内。

优选地，所述按压单元包括机械按钮或触摸按钮中的至少一种。

优选地，所述示教装置还包括定义模块，所述定义模块与所述按压单元通信连接，所述定义模块用于定义所述握持部所经过的路径、停留点及所做的操作任务。

优选地，所述示教装置还包括操控模块；

所述机械手包括动作执行机构；

所述动作执行机构用于执行操作任务；

所述操控模块用于控制所述动作执行机构。

优选地，所述动作执行机构包括减速电机或马达。

优选地，所述操控模块包括至少一个控制单元，每一个所述控制单元用于控制所述动作执行机构执行一种操作任务。

优选地，所述控制单元的数量可增加地设置。

优选地，每一个所述控制单元用于控制对应所述动作执行机构的参数的可调节地设置。

优选地，每一个所述控制单元用于控制对动作所述动作执行机构的参数包括速度、位置及动作。

优选地，所述操控模块采用单片机或微处理器实现所述控制单元的控制功能。

优选地，所述示教装置包括显示单元，所述显示单元具有多种显示模式，每一种显示模式均用于显示所述机械手的一种工作状态。

优选地，所述显示模式包括用于显示停机故障的红色模式，用于显示待机的黄色模式及用于显示正常运行的绿色模式。

优选地，所述协作机器人还包括编校器，所述编校器与所述示教装置通信连接。

与现有技术相比，本发明协作机器人的示教装置设置在所述机械手，替代了人工托持，降低了人工操作强度。所述示教装置的按压单元设置为与机械手上的握持部重叠，从而便于在学习操作过程中，同时将外力施加在按压单元与推拽区域上，从而使得操作人通过一只手就能实现所述协作机器人的学习过程，从而极大提高了操作便利程度。

附图说明

图1为本发明提供的一种协作机器人的结构示意图。

图2为图1中的协作机器人的示教装置设置在关节上的结构示意图。

图3为图1的协作机器人的各部件的方框图。

图4为图3示出的控制单元与参数设置、具体操作任务的映射关系图。

图5为图3示出的显示模式的状态与所述协作机器人的运行状态的映射关系图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的描述：

请参阅图1，其为本发明提供的一种协作机器人100。所协作机器人100包括机械手10及示教装置20。请参阅图2，所述示教装置20设置在所述机械手10上，且与所述机械手10通信连接。

所述机械手10用于执行操作任务。所述机械手10可与操作人员实现人机协作配合。在本实施例中，所述机械手10为六轴机械手。具体地，所述机械手10包括六个关节12及两个连杆(图中未标示)。所述关节12即机械关节。所述机械手10的自身重量及可承受的负载重量根据需要而选择。在本实施例中，所述机械手10可承受的负载为5千克。可以想到的是，所述机械手10还包括气动装置、电机装置等。

所述机械手10具有握持部(由于推拽区域与示教装置20重叠，因而途中未示出)。所述握持部用于操作人员拖拽以使得所述机械手10实现学习功能。在本实施例中，所述握持部位于所述机械手10的自由端的腕部。所述握持部开设有卡槽。所述卡槽用于安装所述示教装置20。当然，所述握持部也可以设置卡扣、插接配合结构等以实现安装配合。

所述机械手10包括动作执行机构15。所述动作执行机构15用于执行具体的操作。所述动作执行机构15包括电机或马达等动力装置。在本实施例中，所述动作执行机构15包括减速电机。根据不同需要，所述动作执行机构15可以采用握爪或螺旋连接结构与对应的打孔机、螺丝机或者用于插接元器件的机构等具体工具配合。

请参阅图3，所述示教装置20包括按压单元21。所述示教装置20可以为示教器(teach pendant)，或者与该示教器通信连接的输入屏幕。所述示教装置20又可称之为编校装置。所述按压单元21用于所述机械手10的学习过程。所述按压单元21设置为与所述机械手10的握持部重叠，从而在通过外力拖拽实现所述机械手10的学习功能时，外力能够同时作用在所述按压单元21及所述握持部。因而，相较于传统操作过程，避免了操作人员一只手进行拖拽，另一只手进行学习过程的控制，也即是所述示教装置20的设置便利了操作。

所述按压单元21包括机械按钮或触摸按钮中的至少一种。所述按压单元21可以为使能按钮。所述按钮的数量根据需要而选择。在本实施例中，为了便于操控且提供操控的舒适感，所述按压单元21全部采用触摸按钮。也即是，所述触摸按钮在UI(User Interface,交互界面)系统上显示。

为了进一步便于操作，所述示教装置20可拆卸地设置在所述机械手10上。在需要对所述机械手10进行控制、操作时，所述示教装置20安装在所述机械手10上。而在不需要对机械手10进行控制、操作时，所述示教装置20从所述机械手10上拆卸下来，从而便于进行维护、编辑等处理。

为了便于实现学习功能，所述示教装置20还包括定义模块23。所述定义模块23与所述按压单元21通信连接。所述定义模块23用于定义所握持部所经过的路径、停留点以及在停留点所要做的操作任务。经过一次拖拽学习，所述定义模块23能够学习、存储该执行流程，并且能够重复执行。

请参阅图4，为了便于实现所述机械手10的动作执行机构15的控制，所述示教装置20还包括操控模块25。所述操控模块25可以采用单片机或微处理器实现控制功能。所述操控模块25还可以包括PIC(Programmable Interrupt Controller，可编程中断控制器)。所述操控模块25包括至少一个控制单元251。需要说明的是，在图4中，为了清晰说明，采用了区别性地标号，譬如控制单元251a用于控制钻孔，控制单元251b用于拧螺丝，控制单元251n用于插设元器件。为了便利地说明，在本发明中如无特殊的说明，编号统一为控制单元251。每一个控制单元251用于控制所述动作执行机构15执行一种操作任务。为了提高操作的便利，所述控制单元251的数量可以所要执行的操作任务的数量而增减。为了提高通用性能，每一个所述控制单元251用于控制对应所述动作执行机构15的参数可调节地设置，即可编程处理。在本实施例中，每一个所述控制单元251用于控制对应所述动作执行机构15的参数可以包括速度、位置及动作中的至少一种。也即是，所述控制单元251可以控制所述动作执行机构15执行具体操作的速度、位置及动作均可以调节。

所述示教装置20的具体形状根据安装及操控需要而选择。譬如，所述示教装置20的具体形状可以为圆环状或平板状等。在本实施例中，所述示教装置20为弧片状，也即是开放的一段环。所述示教装置20卡设在所述卡槽内。

请参阅图5，为了显示工作状体以便于进行后续操作处理，所述编校模块20还包括显示单元27。所述显示单元27具有多种显示模式271(图5示出了三种显示模式271a、271b及271n，为了便利说明，在本发明中如果特殊说明统一采用标号271)。每一种所述显示模式271均用于显示所述机械手10的一种工作状态。在本实施例中，所述显示模式271包括用于显示停机故障的红色模式，用于显示待机的黄色模式及用于显示正常运行的绿色模式。当然，根据功能不同，所述显示模式271的数量及类型都可以调整。

为了使得扩展性能、通用性能更强，所述协作机器人100还包括示教器30。所述示教器(teach pendant)30与所述示教装置20通信连接。可以想到的是，示教器30又叫示教编程器，用来注册和存储机械运动或处理记忆的设备，该设备是由电子系统或计算机系统执行的。

以上仅为本发明较佳的实施例，并不用于局限本发明的保护范围，任何在本发明精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (16)

1.一种协作机器人，其特征在于，所述协作机器人包括：

机械手，所述机械手用于执行操作任务，所述机械手具有握持部；

示教装置，所述示教装置包括按压单元，所述按压单元用于控制所述机械手的学习过程，所述示教装置设置在所述机械手上，且所述按压单元与所述握持部重叠，使得外力能够同时作用在所述按压单元及所述握持部。

2.根据权利要求1所述的协作机器人，其特征在于：

所述示教装置可拆卸地设置在所述机械手上。

3.根据权利要求1所述的协作机器人，其特征在于：

所述示教装置为圆环状、弧片状或平板状。

4.根据权利要求3所述的协作机器人，其特征在于：

所述机械手的握持部开设有卡槽；

所述示教装置卡设在所述卡槽内。

5.根据权利要求1所述的协作机器人，其特征在于：

所述按压单元包括机械按钮或触摸按钮中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的协作机器人，其特征在于：

所述示教装置还包括定义模块，所述定义模块与所述按压单元通信连接，所述定义模块用于定义所述握持部所经过的路径、停留点及所做的操作任务。

7.根据权利要求1所述的协作机器人，其特征在于：

所述示教装置还包括操控模块；

所述机械手包括动作执行机构；

所述动作执行机构用于执行操作任务；

所述操控模块用于控制所述动作执行机构。

8.根据权利要求7所述的协作机器人，其特征在于：

所述动作执行机构包括减速电机或马达。

9.根据权利要求7所述的协作机器人，其特征在于：

所述操控模块包括至少一个控制单元，每一个所述控制单元用于控制所述动作执行机构执行一种操作任务。

10.根据权利要求9所述的协作机器人，其特征在于：

所述控制单元的数量可增加地设置。

11.根据权利要求9所述的协作机器人，其特征在于：

每一个所述控制单元用于控制对应所述动作执行机构的参数的可调节地设置。

12.根据权利要求11所述的协作机器人，其特征在于：

每一个所述控制单元用于控制对动作所述动作执行机构的参数包括速度、位置及动作。

13.根据权利要求9所述的协作机器人，其特征在于：

所述操控模块采用单片机或微处理器实现所述控制单元的控制功能。

14.根据权利要求1所述的协作机器人，其特征在于：

所述示教装置包括显示单元，所述显示单元具有多种显示模式，每一种显示模式均用于显示所述机械手的一种工作状态。

15.根据权利要求14所述的协作机器人，其特征在于：

所述显示模式包括用于显示停机故障的红色模式，用于显示待机的黄色模式及用于显示正常运行的绿色模式。

16.根据权利要求1所述的协作机器人，其特征在于：

还包括编校器，所述编校器与所述示教装置通信连接。