CN107738257A - 一种手把手示教传感机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种手把手示教传感机器人，包括机器人和通过有线或无线的方式依次连接的传感模块、信号处理模块、计算机系统以及机器人控制器；所述传感模块通过法兰与机器人手臂以及机器人末端执行器连接；所述信号处理模块用于接受所述传感模块采集的所述信号并将其转化成所述计算机系统能接受的数字信号。本发明通过传感模块准确获取操作者全方位的操作意图信号，并将所述操作意图信号转换成相应的机器人操作指令后上传到机器人控制器执行，实现机器人运动至指定位姿。
Description
技术领域
本发明涉及一种传感机器人，具体是一种手把手示教传感机器人。
背景技术
在现代工业中，随着自动化程度的不断提高，机器人在各行各业得到了广泛 的应用。而无论多么先进智能的机器人系统，在操作作业前示教工序都是无法避免的。机 器人示教系统主要用于机器人示教操作中，其目的在于帮助机器人系统找准关键的轨迹点 位置，并按照预设的期望轨迹进行运动。
目前机器人示教系统主要是通过连接到机器人控制器的示教盒装置实现，示教操作需要通过操作按钮、摇杆等物理控制设备或触摸屏等装置获取操作意图，对机器人控制器发出指令来指导机器人以设定的位姿抵达目标点。示教全程操作者需要站立于一定操作范围内手、眼协调操作，并借助一定的辅助设备人工判断是否抵达目标点位姿，费时费力。而且，不同品牌、型号机器人功能不一、操作方式也各不相同，通用性较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种手把手示教传感机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种手把手示教传感机器人，
包括机器人和通过有线或无线的方式依次连接的传感模块、信号处理模块、计算机系统以及机器人控制器；
所述传感模块通过法兰与机器人手臂以及机器人末端执行器连接；
所述信号处理模块用于接受所述传感模块采集的所述信号并将其转化成所述计算机系统能接受的数字信号；
所述计算机系统用于对所述数字信号进行处理形成机器人操作指令，并将所述操作指令传至所述机器人控制器；
所述机器人控制器根据所述操作指令控制所述机器人运动到操作者期望的位姿；
所述传感模块、机器人控制器以及计算机系统之间采用无线的方式连接；
其中，传感模块包括力传感器、力传感器信号调制器以及体感捕捉设备；
所述信号处理模块包括依次连接的LC滤波模块、信号预处理电路、A/D变换电路、接口电路，所述接口电路与所述计算机系统连接。
作为本发明进一步的方案：所述计算机系统包括：系统建模模块，用于建立机器人的Denavit-Hartenberg参数表以及各关节的动力学参数，以在获取机器人的相关参数后，转换包含link和joint属性的模型描述；
建立操作者手臂或手持工具与机器人末端执行器位姿之间的坐标映射关系；
运动描述模块，用于建立针对不同品牌的机器人的标准运动指令库，以在体感捕捉设备捕获到操作者的操作意图信号时，根据所述建模模块建立的所述坐标映射关系获得对应的期望位姿，并根据所述期望位姿进行所述标准运动指令库的匹配，生成标准动作指令序列；
通讯驱动模块，所述通讯驱动模块采用所述机器人控制器支持的通讯协议，将机器人操作指令上传至所述机器人控制器，以使得所述机器人控制器根据所述操作指令控制所述机器人手臂运动到操作者期望的位姿；
所述通讯驱动模块包含力传感器、力传感器信号调制器以及体感捕捉设备的驱动模块。
作为本发明进一步的方案：在确认操作者身份和权限后，开启所述机器人示教系统；通过体感捕捉设备捕获操作者的操作意图信号，并将所述操作意图信号转换成相应的机器人操作指令；将所述机器人操作指令发送给机器人控制器，以使得所述机器人控制器根据所述机器人操作指令控制所述机器人手臂运动到操作者期望的位姿。
作为本发明再进一步的方案：在将所述操作意图信号转换成相应的机器人操作指令之前，还包括：定义操作者手臂或手持工具与机器人末端执行器位姿之间的坐标映射关系；所述将所述操作意图信号转换成相应的机器人操作指令包括：根据所述坐标映射关系获得期望位姿，并根据所述期望位姿进行标准运动指令库的匹配，生成标准动作指令序列。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过传感模块准确获取操作者全方位的操作意图信号，并将所述操作意图信号转换成相应的机器人操作指令后上传到机器人控制器执行，实现机器人运动至指定位姿。
附图说明
图1为手把手示教传感机器人中传感模块的原理框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例中，一种手把手示教传感机器人，
包括机器人和通过有线或无线的方式依次连接的传感模块、信号处理模块、计算机系统以及机器人控制器；
所述传感模块通过法兰与机器人手臂以及机器人末端执行器连接；
所述信号处理模块用于接受所述传感模块采集的所述信号并将其转化成所述计算机系统能接受的数字信号；
所述计算机系统用于对所述数字信号进行处理形成机器人操作指令，并将所述操作指令传至所述机器人控制器；
所述机器人控制器根据所述操作指令控制所述机器人运动到操作者期望的位姿；
所述传感模块、机器人控制器以及计算机系统之间采用无线的方式连接；
其中，传感模块包括力传感器、力传感器信号调制器以及体感捕捉设备；
所述信号处理模块包括依次连接的LC滤波模块、信号预处理电路、A/D变换电路、接口电路，所述接口电路与所述计算机系统连接。
所述计算机系统包括：系统建模模块，用于建立机器人的Denavit-Hartenberg参数表以及各关节的动力学参数，以在获取机器人的相关参数后，转换包含link和joint属性的模型描述；
建立操作者手臂或手持工具与机器人末端执行器位姿之间的坐标映射关系；
运动描述模块，用于建立针对不同品牌的机器人的标准运动指令库，以在体感捕捉设备捕获到操作者的操作意图信号时，根据所述建模模块建立的所述坐标映射关系获得对应的期望位姿，并根据所述期望位姿进行所述标准运动指令库的匹配，生成标准动作指令序列；
通讯驱动模块，所述通讯驱动模块采用所述机器人控制器支持的通讯协议，将机器人操作指令上传至所述机器人控制器，以使得所述机器人控制器根据所述操作指令控制所述机器人手臂运动到操作者期望的位姿；
所述通讯驱动模块包含力传感器、力传感器信号调制器以及体感捕捉设备的驱动模块。
在确认操作者身份和权限后，开启所述机器人示教系统；通过体感捕捉设备捕获操作者的操作意图信号，并将所述操作意图信号转换成相应的机器人操作指令；将所述机器人操作指令发送给机器人控制器，以使得所述机器人控制器根据所述机器人操作指令控制所述机器人手臂运动到操作者期望的位姿。
在将所述操作意图信号转换成相应的机器人操作指令之前，还包括：定义操作者手臂或手持工具与机器人末端执行器位姿之间的坐标映射关系；所述将所述操作意图信号转换成相应的机器人操作指令包括：根据所述坐标映射关系获得期望位姿，并根据所述期望位姿进行标准运动指令库的匹配，生成标准动作指令序列。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (4)
1.一种手把手示教传感机器人，其特征在于：
包括机器人和通过有线或无线的方式依次连接的传感模块、信号处理模块、计算机系统以及机器人控制器；
所述传感模块通过法兰与机器人手臂以及机器人末端执行器连接；
所述信号处理模块用于接受所述传感模块采集的所述信号并将其转化成所述计算机系统能接受的数字信号；
所述计算机系统用于对所述数字信号进行处理形成机器人操作指令，并将所述操作指令传至所述机器人控制器；
所述机器人控制器根据所述操作指令控制所述机器人运动到操作者期望的位姿；
所述传感模块、机器人控制器以及计算机系统之间采用无线的方式连接；
其中，传感模块包括力传感器、力传感器信号调制器以及体感捕捉设备；
所述信号处理模块包括依次连接的LC滤波模块、信号预处理电路、A/D变换电路、接口电路，所述接口电路与所述计算机系统连接。
2.根据权利要求1所述的手把手示教传感机器人，其特征在于，所述计算机系统包括：系统建模模块，用于建立机器人的Denavit-Hartenberg参数表以及各关节的动力学参数，以在获取机器人的相关参数后，转换包含link和joint属性的模型描述；
建立操作者手臂或手持工具与机器人末端执行器位姿之间的坐标映射关系；
运动描述模块，用于建立针对不同品牌的机器人的标准运动指令库，以在体感捕捉设备捕获到操作者的操作意图信号时，根据所述建模模块建立的所述坐标映射关系获得对应的期望位姿，并根据所述期望位姿进行所述标准运动指令库的匹配，生成标准动作指令序列；
通讯驱动模块，所述通讯驱动模块采用所述机器人控制器支持的通讯协议，将机器人操作指令上传至所述机器人控制器，以使得所述机器人控制器根据所述操作指令控制所述机器人手臂运动到操作者期望的位姿；
所述通讯驱动模块包含力传感器、力传感器信号调制器以及体感捕捉设备的驱动模块。
3.根据权利要求1所述的手把手示教传感机器人，其特征在于，在确认操作者身份和权限后，开启所述机器人示教系统；通过体感捕捉设备捕获操作者的操作意图信号，并将所述操作意图信号转换成相应的机器人操作指令；将所述机器人操作指令发送给机器人控制器，以使得所述机器人控制器根据所述机器人操作指令控制所述机器人手臂运动到操作者期望的位姿。
4.根据权利要求3所述的手把手示教传感机器人，其特征在于，在将所述操作意图信号转换成相应的机器人操作指令之前，还包括：定义操作者手臂或手持工具与机器人末端执行器位姿之间的坐标映射关系；所述将所述操作意图信号转换成相应的机器人操作指令包括：根据所述坐标映射关系获得期望位姿，并根据所述期望位姿进行标准运动指令库的匹配，生成标准动作指令序列。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110053022A (zh) * | 2019-04-28 | 2019-07-26 | 郑州工程技术学院 | 一种三维力传感器的机器人示教系统及示教方法 |
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| CN105058396A (zh) * | 2015-07-31 | 2015-11-18 | 深圳先进技术研究院 | 机器人示教系统及其控制方法 |
| CN206296922U (zh) * | 2016-11-09 | 2017-07-04 | 武汉海默机器人有限公司 | 基于人体关节传感器的机器人示教系统 |
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2017
- 2017-10-17 CN CN201710967167.9A patent/CN107738257A/zh active Pending
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