CN107717983A - 一种仿人机械臂示教控制方法 - Google Patents

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杨涛
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李通通
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Abstract

本发明公开了一种仿人机械臂示教控制方法。该方法包括：示教模式开启后，拖动仿人机械臂至预先设定的目标位置；在整个拖动过程中，采集每个关节的位置信息，并将所述位置信息反馈至仿人机械臂的控制器；控制器接收到所述位置信息后，对所述位置信息进行中值滤波处理，得到期望位置信息数据；期望位置信息数据转换为代码指令后，将代码指令直接下发至仿人机械臂的驱动器；驱动仿人机械臂按照所述代码指令完成相应的运动；判断所述运动是否符合预设要求，并根据所述判断结果，对仿人机械臂进行控制。本发明实现了简化机械臂示教过程和降低机械臂示教成本的目的。

Description

一种仿人机械臂示教控制方法
技术领域
本发明涉及机器人智能控制技术，尤其涉及一种仿人机械臂示教控制方法。
背景技术
在现代工业中，随着自动化与智能化程度的不断提高，机器人已经在人们的日常生活生产中广泛应用。机器人示教器作为机器人控制系统的重要组成部分，发挥着非常重要的作用。
传统工业机器人主要是通过示教盒或者通过在机器人末端安装力传感器，然后拖动机器人末端来实现。但是通过示教盒实现示教的过程相对而言比较复杂，并且不能达到系统的要求；通过在末端安装力传感器拖动示教，相对而言增加了系统的成本。
发明内容
本发明解决的技术问题是：相比于现有技术，提供了一种仿人机械臂示教控制方法，实现了简化机械臂示教过程和降低机械臂示教成本的目的。
本发明的上述目的通过以下技术方案予以实现：
本发明提供了一种仿人机械臂示教控制方法，包括：
当仿人机械臂的示教模式开启后，拖动所述仿人机械臂至预先设定的目标位置；在整个拖动过程中，采集仿人机械臂每个关节的位置信息，并将所述位置信息反馈至所述仿人机械臂的控制器；
仿人机械臂的控制器接收到所述位置信息后，对所述位置信息进行中值滤波处理，以剔除所述位置信息中的不合理数据，进而得到期望位置信息数据；
仿人机械臂的控制器将所述期望位置信息数据转换为代码指令，然后将所述代码指令直接下发至所述仿人机械臂的驱动器；所述驱动器驱动仿人机械臂按照所述代码指令完成相应的运动；
判断所述运动是否符合预设要求，并根据所述判断结果，对所述仿人机械臂进行控制。
进一步地，根据所述判断结果，对所述仿人机械臂进行控制，包括：
当所述运动符合预设要求时，关闭所述仿人机械臂的示教模式；
当所述运动不符合预设要求时，返回执行拖动仿人机械臂至预先设定的目标位置的步骤，以重新示教仿人机械臂，直至所述运动符合预设要求。
进一步地，在整个拖动过程中，采集仿人机械臂每个关节的位置信息，并将所述位置信息反馈至所述仿人机械臂的控制器，包括：
在当前位置信息采集时刻，采集各个关节的位置信息；对于每个关节，对应多个位置信息数据；
将所述多个位置信息数据分别反馈至所述仿人机械臂的控制器。
进一步地，仿人机械臂的控制器接收到所述位置信息后，对所述位置信息进行中值滤波处理，以剔除所述位置信息中的不合理数据，进而得到期望位置信息数据，包括：
对于选定的一个目标关节，仿人机械臂的控制器接收到所述目标关节在当前位置信息采集时刻对应的多个位置信息数据后，查找所述多个位置信息数据中的最大值和最小值；
将所述多个位置信息数据中的最大值和最小值剔除，以得到剩余位置信息数据；
计算所述剩余位置信息数据的算术平均值，并将所述算术平均值作为所述目标关节在当前位置信息采集时刻的期望位置信息数据。
进一步地，所述多个位置信息数据至少为7个。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
本发明通过在仿人机械臂的示教过程中，采集每个关节的位置信息，并将所述位置信息反馈至所述仿人机械臂的控制器，控制器接收到位置信息后，对位置信息进行中值滤波处理，以得到期望位置信息数据，将所述期望位置信息数据转换为代码指令，驱动仿人机械臂按照所述代码指令完成相应运动，判断所述运动是否符合预设要求，并根据所述判断结果，对所述仿人机械臂进行控制。本发明实现了简化机械臂示教过程和降低机械臂示教成本的效果。
附图说明
图1是本发明实施例中的一种仿人机械臂示教控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1是本发明实施例中的一种仿人机械臂示教控制方法的流程图。参考图1，本实施例提供的仿人机械臂示教控制方法具体可以包括：
当仿人机械臂的示教模式开启后，拖动所述仿人机械臂至预先设定的目标位置；在整个拖动过程中，采集仿人机械臂每个关节的位置信息，并将所述位置信息反馈至所述仿人机械臂的控制器。
可选的，在整个拖动过程中，采集仿人机械臂每个关节的位置信息，并将所述位置信息反馈至所述仿人机械臂的控制器，包括：
在当前位置信息采集时刻，采集各个关节的位置信息；对于每个关节，对应多个位置信息数据；
将所述多个位置信息数据分别反馈至所述仿人机械臂的控制器。
仿人机械臂的控制器接收到所述位置信息后，对所述位置信息进行中值滤波处理，以剔除所述位置信息中的不合理数据，进而得到期望位置信息数据。
可选的，仿人机械臂的控制器接收到所述位置信息后，对所述位置信息进行中值滤波处理，以剔除所述位置信息中的不合理数据，进而得到期望位置信息数据，包括：
对于选定的一个目标关节，仿人机械臂的控制器接收到所述目标关节在当前位置信息采集时刻对应的多个位置信息数据后，查找所述多个位置信息数据中的最大值和最小值。优选的，所述多个位置信息数据至少为7个。
将所述多个位置信息数据中的最大值和最小值剔除，以得到剩余位置信息数据。
计算所述剩余位置信息数据的算术平均值，并将所述算术平均值作为所述目标关节在当前位置信息采集时刻的期望位置信息数据。
仿人机械臂的控制器将所述期望位置信息数据转换为代码指令，然后将所述代码指令直接下发至所述仿人机械臂的驱动器；所述驱动器驱动仿人机械臂按照所述代码指令完成相应的运动。
判断所述运动是否符合预设要求，并根据所述判断结果，对所述仿人机械臂进行控制。
可选的，根据所述判断结果，对所述仿人机械臂进行控制，包括：
当所述运动符合预设要求时，关闭所述仿人机械臂的示教模式；
当所述运动不符合预设要求时，返回执行拖动仿人机械臂至预先设定的目标位置的步骤，以重新示教仿人机械臂，直至所述运动符合预设要求。
实施例：
(1)、首先选取一种负载轻、关节转矩小的7自由度仿人机械臂，然后机械臂控制器上电，保证控制系统能够进行正常工作。
(2)、操作人员通过机械臂控制器中的按键设定，仿人机械臂是否需要开启示教模式，如果开启示教模式，则进行步骤(3)，如果不开启示教模式，则仿人机械臂则工作在正常运行的模式，按照机械臂控制器中存储的运动控制指令运行。
(3)、操作人员接通机械臂控制器与仿人机械臂之间的控制电源线；仿人机械臂的控制电源接通，位置传感器能够正常工作。
(4)、操作人员拖动仿人机械臂的末端进行被动跟随运动，拖动到合适位置时，并等待0.5S，机械臂控制器实时采集并记录各个关节的位置传感器的数据；操作人员检查仿人机械臂是否到达期望设定的位置，如果到达期望设定的位置，则进行步骤(5)，如果未达到期望设定的位置，则继续拖动仿人机械臂进行步骤(4)。
(5)、机械臂控制器根据每次操作人员拖动的仿人机械臂拖动的位置采集回来的位置传感器的数据进行中值滤波处理，即，删除在0.5S时间内采集数据的最大值与最小值，并对剩余的值进行求解算术平均值，并再次进行记录与生成运动指令。
(6)、机械臂控制器接通仿人机械臂的驱动电源线，通过通信线缆将步骤(5)生成的指令下发至仿人机械臂的7个关节，操作人员根据仿人机械臂的实际运动轨迹进行判定，该轨迹是否符合要求，如果符合要求，则机械臂控制器按照步骤(5)生成的指令控制仿人机械臂持续运行，如果不符合要求，则重新从步骤(2)开始，进行新一轮的示教。
本实施例的技术方案通过在仿人机械臂的示教过程中，采集每个关节的位置信息，并将所述位置信息反馈至所述仿人机械臂的控制器，控制器接收到位置信息后，对位置信息进行中值滤波处理，以得到期望位置信息数据，将所述期望位置信息数据转换为代码指令，驱动仿人机械臂按照所述代码指令完成相应运动，判断所述运动是否符合预设要求，并根据所述判断结果，对所述仿人机械臂进行控制。本发明能够实现简化机械臂示教过程和降低机械臂示教成本的效果。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (5)

1.一种仿人机械臂示教控制方法，其特征在于，包括：
当仿人机械臂的示教模式开启后，拖动所述仿人机械臂至预先设定的目标位置；在整个拖动过程中，采集仿人机械臂每个关节的位置信息，并将所述位置信息反馈至所述仿人机械臂的控制器；
仿人机械臂的控制器接收到所述位置信息后，对所述位置信息进行中值滤波处理，以剔除所述位置信息中的不合理数据，进而得到期望位置信息数据；
仿人机械臂的控制器将所述期望位置信息数据转换为代码指令，然后将所述代码指令直接下发至所述仿人机械臂的驱动器；所述驱动器驱动仿人机械臂按照所述代码指令完成相应的运动；
判断所述运动是否符合预设要求，并根据所述判断结果，对所述仿人机械臂进行控制。
2.根据权利要求1所述的仿人机械臂示教控制方法，其特征在于，根据所述判断结果，对所述仿人机械臂进行控制，包括：
当所述运动符合预设要求时，关闭所述仿人机械臂的示教模式；
当所述运动不符合预设要求时，返回执行拖动仿人机械臂至预先设定的目标位置的步骤，以重新示教仿人机械臂，直至所述运动符合预设要求。
3.根据权利要求1所述的仿人机械臂示教控制方法，其特征在于，在整个拖动过程中，采集仿人机械臂每个关节的位置信息，并将所述位置信息反馈至所述仿人机械臂的控制器，包括：
在当前位置信息采集时刻，采集各个关节的位置信息；对于每个关节，对应多个位置信息数据；
将所述多个位置信息数据分别反馈至所述仿人机械臂的控制器。
4.根据权利要求3所述的仿人机械臂示教控制方法，其特征在于，仿人机械臂的控制器接收到所述位置信息后，对所述位置信息进行中值滤波处理，以剔除所述位置信息中的不合理数据，进而得到期望位置信息数据，包括：
对于选定的一个目标关节，仿人机械臂的控制器接收到所述目标关节在当前位置信息采集时刻对应的多个位置信息数据后，查找所述多个位置信息数据中的最大值和最小值；
将所述多个位置信息数据中的最大值和最小值剔除，以得到剩余位置信息数据；
计算所述剩余位置信息数据的算术平均值，并将所述算术平均值作为所述目标关节在当前位置信息采集时刻的期望位置信息数据。
5.根据权利要求4所述的仿人机械臂示教控制方法，其特征在于，所述多个位置信息数据至少为7个。
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