CN109366468B - 一种机器人自动示教方法和自动示教系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人自动示教方法和自动示教系统，涉及工业控制领域。包括：依据初始传感器，控制机器人移动至初始位置；依据两个定向传感器，控制所述机器人移动至第一示教位置，并控制所述机器人处于预设示教方向；依据所述定位传感器，控制所述机器人沿第二预设方向移动至第二示教位置；所述第二预设方向平行于两个所述定向传感器所形成直线；将所述机器人当前的位置作为示教点。增加了示教过程的速度，也增加了示教过程中机器人到达位置后的精度，有利于示教过程的进行。

Description

一种机器人自动示教方法和自动示教系统

技术领域

本发明涉及工业控制领域，尤指一种机器人自动示教方法和自动示教系统。

背景技术

在科技发展的今天，机器人的发展在人们的生活生产中起着重要的作用。工业机器人是工业发展中重要的组成部分，主要用于物料的抓取、放置和移动，为了使机器人能够按照工艺的需求，完成上述对应的动作，用户必须对机器人的各个位置进行编辑，即机器人的示教过程，各个位置即为示教点。

目前，机器人在示教时，需要用户操作机器人的示教盒，按机器人原厂固定的逻辑和操作方式来进行示教，但示教过程较为复杂，所需要的时间较长，且由于示教过程主要通过人工完成，示教的精度较低，不利于示教的进行。

发明内容

本发明的目的是提供一种机器人自动示教方法和自动示教系统，增加了示教过程的速度，也增加了示教过程中机器人到达位置后的精度，有利于示教过程的进行。

本发明提供的技术方案如下：

一种机器人自动示教方法，包括：依据初始传感器，控制机器人移动至初始位置；依据两个定向传感器，控制所述机器人移动至第一示教位置，并控制所述机器人处于预设示教方向；依据所述定位传感器，控制所述机器人沿第二预设方向移动至第二示教位置；所述第二预设方向平行于两个所述定向传感器所形成直线；将所述机器人当前的位置作为示教点。

进一步，将所述机器人当前的位置作为示教点之后还包括：控制所述机器人移动至初始位置；将所述机器人再次运行到所述示教点，判断两个所述定向传感器与所述定位传感器是否均感应到所述机器人；当两个所述定向传感器与所述定位传感器均感应到所述机器人时，确定所述示教点满足要求；否则，确定所述示教点不满足要求，执行步骤依据初始传感器，控制机器人移动至初始位置。

进一步，依据初始传感器，控制机器人移动至初始位置具体包括：控制机器人向初始传感器的位置移动；当所述初始传感器感应到所述机器人时，所述机器人停止移动；所述机器人处于初始位置。

进一步，依据两个定向传感器，控制所述机器人移动至第一示教位置，并控制所述机器人处于预设示教方向具体包括：控制所述机器人沿第一预设方向移动；分析两个定向传感器是否感应到所述机器人；当两个所述定向传感器同时感应到所述机器人时，所述机器人停止移动；所述机器人处于第一示教位置，且所述机器人处于预设示教方向。

进一步，分析两个定向传感器是否感应到所述机器人之后还包括：当任意一个所述定向传感器感应到所述机器人时，控制所述机器人继续沿第一预设方向移动；当另一个所述定向传感器感应到所述机器人时，获取从一个定向传感器移动至另一个定向传感器的位置时所述机器人的移动距离；依据所述移动距离、两个所述定向传感器之间的固定间距、所述第一预设方向与两个所述定向传感器所形成直线之间的夹角，通过三角函数，计算得到所述机器人与两个所述定向传感器所形成直线之间的偏转夹角；依据所述定位传感器的位置和所述偏离夹角转动所述机器人，执行步骤控制所述机器人沿第一预设方向移动。

进一步，控制所述机器人沿第一预设方向移动之后，分析两个定向传感器是否感应到所述机器人之前包括：当第一光栅传感器感应到所述机器人时，分析所两个所述定向传感器是否感应过所述机器人；当两个所述定向传感器未感应过所述机器人时，所述机器人返回初始位置，并将所述机器人转动调整角度，执行步骤控制所述机器人沿第一预设方向移动。

进一步，分析所两个所述定向传感器是否感应过所述机器人之后还包括：当任意一个所述定向传感器感应过所述机器人时，控制所述机器人沿所述第一预设方向的相反方向移动，执行步骤分析两个定向传感器是否感应到所述机器人。

进一步，依据所述定位传感器，控制所述机器人沿第二预设方向移动至第二示教位置具体包括：控制所述机器人沿第二预设方向移动；所述第二预设方向平行于两个所述定向传感器所形成直线；当所述定位传感器感应到所述机器人时，所述机器人停止移动；所述机器人处于第二示教位置。

进一步，控制所述机器人沿第二预设方向移动之后，当所述定位传感器感应到所述机器人时，所述机器人停止移动之前还包括：当第二光栅传感器感应到所述机器人时，控制所述机器人返回第一示教位置，且所述机器人处于预设示教方向；控制所述机器人沿第一预设方向或其相反的方向移动预设调节距离，两个所述定向传感器均能够感应到所述机器人，执行步骤控制所述机器人沿第二预设方向移动。

本发明的目的之一还在于提供一种机器人自动示教系统，包括：机器人、感应装置和控制装置，所述机器人内设有用于驱动所述机器人运动的内部控制系统，所述内部控制系统、所述感应装置与所述控制装置通信连接；所述感应装置包括初始传感器、两个定向传感器和定位传感器；所述控制装置用于依据初始传感器，控制所述机器人移动至初始位置；所述控制装置用于依据两个所述定向传感器，控制所述机器人移动至第一示教位置，并控制所述机器人处于预设示教方向；所述控制装置用于依据所述定位传感器，控制所述机器人沿第二预设方向移动至第二示教位置；所述第二预设方向平行于两个所述定向传感器所形成直线；所述内部控制系统用于将所述机器人当前的位置作为示教点。

与现有技术相比，本发明提供的一种机器人自动示教方法和自动示教系统具有以下有益效果：

1、通过多个传感器的设置，能够自动检测机器人是否到达需要的位置，以及依次确定机器人需要到达的直线以及机器人需要到达的固定位置，无需人工的参与，增加了示教过程的速度，也增加了示教过程中机器人到达位置后的精度，有利于示教过程的进行。

2、通过机器人的复位以及再运行，到达示教点后，来判断示教点的精度是否满足要求，避免了传统方式上手动操作机器人，并通过刻度尺来进行精度的测量，方便了示教点精确的确认过程。

3、当机器人靠近定向传感器的一侧与两个定向传感器所成的直线平行时，机器人在向定向传感器靠近的过程中，机器人靠近定向传感器的一侧能够始终平行于两个定向传感器所成的直线，因此，两个定向传感器能够同时感应到机器人。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种机器人自动示教方法和自动示教系统的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明一种机器人自动示教方法的流程示意图；

图2是本发明一种机器人自动示教方法中步骤S1的流程示意图；

图3是本发明又一种机器人自动示教方法的流程示意图；

图4是本发明再一种机器人自动示教方法的流程示意图；

图5是本发明另一种机器人自动示教方法的流程示意图；

图6是本发明一种机器人自动示教系统的结构示意图；

图7是本发明一种机器人自动示教系统中机器人位于初始位置的示意图；

图8是本发明一种机器人自动示教系统中机器人被定向传感器第二次感应到的示意图；

图9是本发明一种机器人自动示教系统中机器人转动后的示意图；

图10是本发明一种机器人自动示教系统中机器人位于第一示教位置，处于预设示教方向的示意图；

图11是本发明一种机器人自动示教系统中机器人位于第二示教位置的示意图。

附图标号说明：10.控制装置，20.机器人，21.内部控制系统，30.感应装置，31.初始传感器，32.定向传感器，33.定位传感器，41.第一光栅传感器，42.第二光栅传感器，43.第三光栅传感器。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

根据本发明提供的一种实施例，如图1所示，一种机器人自动示教方法，包括：

S1、依据初始传感器，控制机器人移动至初始位置。

在底板或地面上设有初始传感器，初始传感器能够用于检测机器人是否位于初始位置，并用于判断机器人是否准备示教，当初始传感器感应到机器人时，机器人即可开始示教过程，控制机器人停止移动，准备进行示教过程。

在本实施例中，机器人的移动能够由用户来控制，即用户能够通过控制装置来首先控制机器人到达初始位置，以便控制装置能够得知机器人准备进行示教过程；也可以机器人自由移动，直至运动到初始传感器的位置，并以此作为示教过程开始的基础。

S2、依据两个定向传感器，控制所述机器人移动至第一示教位置，并控制所述机器人处于预设示教方向。

在底板或地面上设有两个定向传感器，单独一个定向传感器能够用于检测机器人，两个定向传感器共同作用，能够用于将机器人设置成为特定的方向；当两个定向传感器同时感应到机器人时，表明机器人处于特定的位置，即第一示教位置，两个定向传感器才能够都感应到机器人，即通过两个定点将机器人的位置限定在一条直线上。

S3、依据所述定位传感器，控制所述机器人沿第二预设方向移动至第二示教位置；所述第二预设方向平行于两个所述定向传感器所形成直线。

在通过将机器人沿第二预设方向移动时，直至运动至定位传感器的位置，即可确定下机器人的位置。

S4、将所述机器人当前的位置作为示教点。

机器人内部携带有坐标系统，且坐标系统为绝对坐标系统，并不以机器人位置的变化而变化，机器人能够记录下当前的坐标，并作为示教点，以便机器人后续再次运动到该示教点。

由于机器人始终需要处于底板或地面上，机器人所在的平面即可确定，在通过两个定向传感器，即可确定机器人所在的直线，最终通过定位传感器，确定机器人的位置，本发明通过六点定位原理，来最终得到机器人的示教点。

本实施例中，通过多个传感器的设置，能够自动检测机器人是否到达需要的位置，以及依次确定机器人需要到达的直线以及机器人需要到达的固定位置，无需人工的参与，增加了示教过程的速度，也增加了示教过程中机器人到达位置后的精度，有利于示教过程的进行。

具体地，结合图2所示，步骤S1包括：

S11、控制机器人向初始传感器的位置移动。

本实施例中，机器人移动过程中，能够自由地向初始传感器移动，或根据用户的控制，向初始传感器的位置移动，机器人的任意移动方式均满足本实施例的要求。

S12、当所述初始传感器感应到所述机器人时，所述机器人停止移动。

S13、所述机器人处于初始位置。

当机器人移动至初始传感器之后，机器人能够通过控制装置自动停止运动，定位在初始位置，并自动开始之后的示教过程；也能够根据用户的控制，停止在初始位置，且在控制装置上设置启动按钮，在控制装置检测到初始位置感应到机器人，且控制装置接收到用户的启动信号，即检测到用户按下启动按钮之后，机器人即可开始进行示教过程。

根据本发明提供的另一种实施例，如图3所示，一种机器人自动示教方法，包括：

S1、依据初始传感器，控制机器人移动至初始位置。

S2、依据两个定向传感器，控制所述机器人移动至第一示教位置，并控制所述机器人处于预设示教方向。

S3、依据所述定位传感器，控制所述机器人沿第二预设方向移动至第二示教位置；所述第二预设方向平行于两个所述定向传感器所形成直线。

S4、将所述机器人当前的位置作为示教点。

S5、控制所述机器人移动至初始位置。

S6、将所述机器人再次运行到所述示教点，判断两个所述定向传感器与所述定位传感器是否均感应到所述机器人。

S7、当两个所述定向传感器与所述定位传感器均感应到所述机器人时，确定所述示教点满足要求；否则，确定所述示教点不满足要求，重新执行步骤S1。

当机器人不依据示教过程的方法向示教点运动，直至到示教点之后，控制装置能够检测定向传感器与定位传感器是否感应到机器人，来判断机器人中记录的示教点是否满足精度要求。

当机器人中记录的示教点精度满足要求时，机器人仍然能够运动到第二示教位置精度范围内的位置，机器人示教成功，且示教点精度满足要求；当机器人记录的示教点的精度不满足要求时，机器人仍然能够向第二位置移动，但能够移动到第二示教位置，当前状态下，定向传感器与定位传感器不能够都感应到机器人，因此，机器人示教点记录的位置与第二示教位置之间的间距较大，即示教点的精度较低，因此，机器人需要重新示教。

本实施例中，通过机器人的复位以及再运行，到达示教点后，来判断示教点的精度是否满足要求，避免了传统方式上手动操作机器人，并通过刻度尺来进行精度的测量，方便了示教点精确的确认过程。

根据本发明提供的又一种实施例，如图4所示，一种机器人自动示教方法，包括：

S1、依据初始传感器，控制机器人移动至初始位置。

S21、控制所述机器人沿第一预设方向移动。

S23、分析两个定向传感器是否感应到所述机器人。

S24、当两个所述定向传感器同时感应到所述机器人时，所述机器人停止移动。

S25、所述机器人处于第一示教位置，且所述机器人处于预设示教方向。

S3、依据所述定位传感器，控制所述机器人沿第二预设方向移动至第二示教位置；所述第二预设方向平行于两个所述定向传感器所形成直线。

S4、将所述机器人当前的位置作为示教点。

本实施例中，当机器人移动到初始位置后，机器人内部设有绝对坐标系，因此，用户能够在机器人内设置好第一预设方向，定向传感器能够设置在初始传感器的第一预设方向上，因此机器人在向第一预设方向移动过程中，两个定向传感器即可感应到机器人。

当机器人靠近定向传感器的一侧与两个定向传感器所成的直线平行时，机器人在向定向传感器靠近的过程中，机器人靠近定向传感器的一侧能够始终平行于两个定向传感器所成的直线，因此，两个定向传感器能够同时感应到机器人。

当前状态下，控制装置能够控制机器人停止运动，且机器人能够将当前的位置作为第一示教位置，且当前的方向即可作为预设示教方向。

本实施例中，控制装置内能够设置预定的误差时间，当在一个定向传感器在感应到机器人时，控制控制装置能够控制机器人继续移动一定的时间即误差时间，误差时间可以为0.1s至1s。

当另一个定向传感器也能够感应到机器人时，说明机器人靠近定向传感器的一侧与两个定向传感器之间的夹角小于误差要求，即可判断两个定向传感器同时检测到机器人，否则，只有前一个定向传感器检测到机器人，而后一个定向传感器不能够检测到机器人，表明机器人靠近传感器的一侧与两个定向传感器所形成的直线不平行。

通过两个定向传感器能够同时检测到机器人，来判断机器人靠近定向传感器的一侧是否与两个定向传感器所成的直线平行。

根据本发明提供的再一种实施例，如图4所示，一种机器人自动示教方法，包括：

S1、依据初始传感器，控制机器人移动至初始位置。

S21、控制所述机器人沿第一预设方向移动。

S23、分析两个定向传感器是否感应到所述机器人。

S24、当两个所述定向传感器同时感应到所述机器人时，所述机器人停止移动。

S25、所述机器人处于第一示教位置，且所述机器人处于预设示教方向。

S26、当任意一个所述定向传感器感应到所述机器人时，控制所述机器人继续沿第一预设方向移动。

S27、当另一个所述定向传感器感应到所述机器人时，获取从一个定向传感器移动至另一个定向传感器的位置时所述机器人的移动距离。

S28、依据所述移动距离、两个所述定向传感器之间的固定间距、所述第一预设方向与两个所述定向传感器所形成直线之间的夹角，通过三角函数，计算得到所述机器人与两个所述定向传感器所形成直线之间的偏转夹角。

S29、依据所述定位传感器的位置和所述偏离夹角转动所述机器人，继续执行步骤S21。

S3、依据所述定位传感器，控制所述机器人沿第二预设方向移动至第二示教位置；所述第二预设方向平行于两个所述定向传感器所形成直线。

S4、将所述机器人当前的位置作为示教点。

本实施例中，当只有一个定向感应器感应到机器人时，为了计算机器人与两个定向传感器所成直线的夹角时，首先需要控制机器人继续沿着第一预设方向移动，直至另一个定向传感器感应到机器人，在另一个定向传感器感应到机器人时，控制能够得到机器人在两个被两个定向传感器感应到时的坐标，依据获取到的两个坐标即可得到从一个定向传感器移动至另一个定向传感器的位置时机器人的移动距离。

依据所述移动距离、两个定向传感器之间的固定间距、第一预设方向与两个定向传感器所形成直线之间的夹角，通过三角函数，计算得到机器人与两个定向传感器所形成直线之间的偏转夹角。具体地，本实施例中，两个定向传感器之间的固定间距已知，且能够根据用户的需要来进行更改，第一预设方向也由控制在机器人的内部控制系统设置，优选地，第一预设方向垂直于两个定向传感器之间的夹角，当前状态下，控制装置能够依据反正切函数直接计算得到机器人与两个定向传感器所形成直线之间的偏转夹角。

依据首先检测到机器人的定位传感器的位置，即可得知机器人需要转动的方向，例如前侧的定位传感器首先感应到机器人时，说明机器人的前端较为靠近定位传感器，因此转动过程中，能够将机器人的前端向远离定位传感器的方向转动；再根据偏转夹角转动机器人，即可将机器人与两个定向传感器所形成的直线平行。

由于不同的机器人，机器人上的转轴位置不同，因此，机器人在转动之后较大的可能与两个定向传感器已经分离，因此再次执行步骤S21，将机器人与两个定向传感器对齐，实现机器人再次移动至第一示教位置。

根据本发明提供的再一种实施例，如图4所示，一种机器人自动示教方法，包括：

S1、依据初始传感器，控制机器人移动至初始位置。

S21、控制所述机器人沿第一预设方向移动。

S221、当第一光栅传感器感应到所述机器人时，分析所两个所述定向传感器是否感应过所述机器人。

S222、当两个所述定向传感器未感应过所述机器人时，所述机器人返回初始位置，并将所述机器人转动调整角度，重新执行步骤S21。

S223、当任意一个所述定向传感器感应过所述机器人时，控制所述机器人沿所述第一预设方向的相反方向移动，执行步骤S23。

S23、分析两个定向传感器是否感应到所述机器人。

S24、当两个所述定向传感器同时感应到所述机器人时，所述机器人停止移动。

S25、所述机器人处于第一示教位置，且所述机器人处于预设示教方向。

S26、当任意一个所述定向传感器感应到所述机器人时，控制所述机器人继续沿第一预设方向移动。

S27、当另一个所述定向传感器感应到所述机器人时，获取从一个定向传感器移动至另一个定向传感器的位置时所述机器人的移动距离。

S28、依据所述移动距离、两个所述定向传感器之间的固定间距、所述第一预设方向与两个所述定向传感器所形成直线之间的夹角，通过三角函数，计算得到所述机器人与两个所述定向传感器所形成直线之间的偏转夹角。

S29、依据所述定位传感器的位置和所述偏离夹角转动所述机器人，继续执行步骤S21。

S3、依据所述定位传感器，控制所述机器人沿第二预设方向移动至第二示教位置；所述第二预设方向平行于两个所述定向传感器所形成直线。

S4、将所述机器人当前的位置作为示教点。

本实施例中，底板或地面上设有第一光栅传感器，当控制装置检测到第一光栅传感器感应到机器人时，表明机器人在沿第一预设方向移动的过程中，定向传感器并未感应到机器人，但由于机器人沿第一预设方向时，存在两种状态，一种是从初始位置向第一示教位置移动时，机器人将沿第一预设方向移动直至定向传感器感应到机器人；另一种是机器人在转动机器人之后，再沿第一预设方向移动，直至两个定向传感器均感应到机器人。

因此在第一光栅传感器感应到机器人时，控制装置首先需要判断机器人是否发生过转动，来判断机器人由于怎样的原因才接触到第一光栅传感器，本实施例中，通过分析两个定向传感器本次示教过程中，是否感应过机器人，来判断机器人是否发生过转动。

当两个定向传感器均没有感应过机器人时，表面机器人直接从两个定向传感器之间穿过两个定向传感器，或从两个定向传感器的外侧穿过两个定向传感器，因此，当前状态下的沿垂直于第一预设方向上的长度小于两个定向传感器之间的固定间距，因此，将机器人返回初始位置后，再将机器人转动调整角度，调整角度选取为5°～45°，优选地，调整角度选取为15°，增加了机器人沿垂直于第一预设方向上的长度，实现了机器人在沿第一预设方向移动的过程中，两个定向传感器能够稳定地感应到机器人。

而当定向传感器感应过机器人时，说明机器人已经发生过转动，机器人已经处于预设示教方向，但在机器人转动之后，机器人处于两个定位传感器第一预设方向上，因此机器人再沿第一预设方向移动后，均不会被两个定向传感器感应到，只能够被第一光栅传感器感应到，因此，将机器人直接反向移动，机器人即可被两个定向传感器感应到。

本实施例中，通过第一光栅传感器以及两个定向传感器的状态即可得知机器人当前的状态，并以此作为机器人接触到光栅后移动的基础，优化了机器人的运动路线。

根据本发明提供的另一种实施例，如图5所示，一种机器人自动示教方法，包括：

S1、依据初始传感器，控制机器人移动至初始位置。

S2、依据两个定向传感器，控制所述机器人移动至第一示教位置，并控制所述机器人处于预设示教方向。

S31、控制所述机器人沿第二预设方向移动；所述第二预设方向平行于两个所述定向传感器所形成直线。

S34、当所述定位传感器感应到所述机器人时，所述机器人停止移动。

S35、所述机器人处于第二示教位置。

S4、将所述机器人当前的位置作为示教点。

优选地，步骤S31之后还包括：

S32、当第二光栅传感器感应到所述机器人时，控制所述机器人返回第一示教位置，且所述机器人处于预设示教方向。

S33、控制所述机器人沿第一预设方向或其相反的方向移动预设调节距离，两个所述定向传感器均能够感应到所述机器人，执行步骤S31。

本实施例中，在机器人运动到第一示教位置，且机器人处于预设示教方向时，控制装置能够控制机器人沿着第二预设方向移动，当第二预设方向平行于两个定向传感器所形成直线时，机器人能够始终位于第二预设方向上，且当前状态下，机器人均具备沿着第二预设方向移动的自由度，控制装置能够沿着第二预设方向自由移动机器人。优选地，预设示教方向与第二预设方向平行。

当控制装置控制机器人自由移动过程中，传感器感应到机器人时，说明机器人到达第二示教位置，因此，控制装置即可停止移动机器人，当前状态下的机器人的位置确定，机器人得到了最终的示教位置，通过内部的坐标系统记录下当前的位置，并作为示教点。

本实施例中，当机器人的预设示教方向确定之后，通过机器人预定方向的控制，降低了机器人的自由度，当前状态下的机器人仅仅具备一个方向的自由度，再通过定位传感器的设置，即可再次降低机器人的自由度，确定机器人的位置，机器人能够限制在第二示教位置，并记录当前位置作为示教点，完成示教过程。

优选地，当第二光栅传感器感应到机器人时，说明机器人在沿着第二方向运动过程中，定位传感器并未感应到机器人，即定位传感器与机器人移动路径之间的间距较大，表明在定向传感器感应机器人时，感应的位置有误。

因此，将机器人返回第一示教位置，并处于预设示教方向时，机器人退回本次动作的初始状态，开始调节定向传感器在感应机器人时的感应位置。

由于第一预设方向与两个定向传感器所成的直线不在同一直线上，因此，沿着第一预设方向或其相反的方向移动机器人之后，两个定向传感器在仍然能够感应到机器人时，两个定向传感器在机器人上的感应位置发生变化。

优选地，第一预设方向垂直于两个定向传感器所成的直线，机器人在移动单位距离的情况下，增加了定向传感器在机器人上移动的距离；在定向传感器位于机器人的边沿时，定向传感器即可停止移动。

根据本发明提供的一种实施例，如图6和图7所示，一种机器人20自动示教系统，包括：

机器人20、感应装置30和控制装置10，机器人20内设有用于驱动所述机器人20运动的内部控制系统21，内部控制系统21、感应装置30与控制装置10通信连接。

感应装置30包括初始传感器31、两个定向传感器32和定位传感器33。

控制装置10用于依据初始传感器31，控制所述机器人20移动至初始位置。

所述控制装置10用于依据两个所述定向传感器32，控制所述机器人20移动至第一示教位置，并控制所述机器人20处于预设示教方向。

控制装置10用于依据所述定位传感器33，控制所述机器人20沿第二预设方向移动至第二示教位置；第二预设方向平行于两个所述定向传感器32所形成直线。

内部控制系统21用于将所述机器人20当前的位置作为示教点。

控制装置10能够依据两个所述定向传感器32，控制所述机器人20处于预设示教方向；控制装置10还能够用于依据定位传感器33，控制机器人20移动至第二示教位置；定位传感器33与两个定向传感器32所形成直线之间的间距小于机器人20的宽度。

如图7至图11所示，在底板或地面上设有初始传感器31，初始传感器31能够用于检测机器人20是否位于初始位置，控制装置10能够开始判断机器人20是否准备示教，当初始传感器31感应到机器人20时，机器人20即可开始示教过程，控制机器人20停止移动，准备进行示教过程。

在本实施例中，机器人20的移动能够由用户来控制，即用户能够通过控制装置10来首先控制机器人20到达初始位置，以便控制装置10能够得知机器人20准备进行示教过程；也可以机器人20自由移动，直至运动到初始传感器31的位置，并以此作为示教过程开始的基础。

在底板或地面上设有两个定向传感器32，单独一个定向传感器32能够用于检测机器人20，两个定向传感器32共同作用，能够用于将机器人20设置成为特定的方向；当两个定向传感器32同时感应到机器人20时，表明机器人20处于特定的位置，即第一示教位置，两个定向传感器32才能够都感应到机器人20，即通过两个定点将机器人20的位置限定在一条直线上。

在通过将机器人20沿第二预设方向移动时，直至运动至定位传感器33的位置，即可确定下机器人20的位置。

机器人20内部的内部控制系统21内携带有坐标系统，且坐标系统为绝对坐标系统，并不以机器人20位置的变化而变化，机器人20能够记录下当前的坐标，并作为示教点，以便机器人20后续再次运动到该示教点。

由于机器人20始终需要处于底板或地面上，机器人20所在的平面即可确定，在通过两个定向传感器32，即可确定机器人20所在的直线，最终通过定位传感器33，确定机器人20的位置，本发明通过六点定位原理，来最终得到机器人20的示教点。

本实施例中，通过多个传感器的设置，能够自动检测机器人20是否到达需要的位置，以及依次确定机器人20需要到达的直线以及机器人20需要到达的固定位置，无需人工的参与，增加了示教过程的速度，也增加了示教过程中机器人20到达位置后的精度，有利于示教过程的进行。

通过定位传感器33与两个定向传感器32所形成直线之间的间距的控制，保证了两个定向传感器32在感应到机器人20时，定位传感器33能够稳定地感应到机器人20，减小了感应装置30难以感应到机器人20的可能，增加了示教系统的可靠性。

定位传感器33与两个定向传感器32所形成直线之间的间距大于所述机器人20的宽度的一半，通过定位传感器33与两个定向传感器32所形成直线之间的间距的控制，减小了机器人20移动到示教点时偏移的可能，也减小了机器人20同时满足三个传感器要求时的可能，减小了机器人20移动到示教点时，当前位置与第二示教位置有较大差异的可能。

两个定向传感器32之间的固定间距大于机器人20的宽度，通过增大两个定向传感器32之间的间距，减小了一个定向传感器32在检测到倾斜设置的机器人20时，另一个定向传感器32也能够检测到机器人20的可能，只有竖直状态下的机器人20能够被两个定向传感器32同时检测到，减小了两个定向传感器32同时检测到机器人20时，机器人20偏移的可能。

初始传感器31与两个定向传感器32所形成直线之间的间距大于机器人20的宽度，当机器人20脱离初始传感器31向定向传感器32的方向移动后，并在机器人20到达定向传感器32之后，机器人20与初始传感器31之间的间距较大，通过初始传感器31位置的限定，减低了机器人20在运动过程中接触到初始传感器31的可能。

初始传感器31、两个定向传感器32和定位传感器33设置在地面，多个传感器能够共同设置在地面上，限定了机器人20的移动平面，同时传感器设置在地面上时，也减小了机器人20在移动过程中与传感器碰撞的可能，增加了机器人20移动时的可靠性。

初始传感器31、两个定向传感器32和定位传感器33为高精度传感器，通过高精度传感器的选取，增加了得到的示教点的精度。

本实施例中，还包括第一光栅传感器41，所述第一光栅传感器41设置在两个所述定向传感器32远离所述初始传感器31的一侧。通过第一光栅传感器41的设置，在机器人20接触到第一光栅传感器41的光栅时，机器人20能够恢复本次运动的初始状态，并进行动作的更改，直至机器人20在运动过程中能够被定向传感器32感应到，优化了机械人的动作流程，增加了机器人20示教过程的自动化程度。

在机器人20运动过程中，当机器人20穿过定向传感器32直至运动到第一光栅传感器41，而未被定向传感器32感应到时，用户能够发现机器人20进入到死循环，因此，机器人20还能够依据第一光栅传感器41的设置来检测到定向传感器32是否存在问题，增加了本系统的可靠性。

根据上述实施例的改进，本实施例中，第一光栅传感器41形成的光栅平行于两个定向传感器32所形成直线，通过第一光栅传感器41位置的限定，减小了倾斜状态的机器人20直接接触到第一光栅传感器41的光栅的可能，增加了倾斜状态的机器人20接触到第一光栅传感器41的光栅所需要的时间，使得机器人20能够可靠地被定向传感器32感应，增加了定向传感器32感应机器人20的可靠性。

本实施例中，还包括：第二光栅传感器42，所述第二光栅传感器42设置在所述定位传感器33远离所述定向传感器32的一侧。通过第二光栅传感器42的设置，在机器人20接触到第二光栅传感器42的光栅时，机器人20能够恢复至定向传感器32的位置，并更改其位置，再次向定位传感器33移动，直至机器人20在运动过程中能够被定位传感器33感应到，优化了机械人的动作流程，增加了机器人20示教过程的自动化程度。

当机器人20穿过定向传感器32直至运动到第二光栅传感器42，而未被定向传感器32感应到时，用户能够发现机器人20进入到死循环，因此，机器人20还能够依据第二光栅传感器42的设置来检测到定向传感器32是否存在问题，增加了本系统的可靠性。

所述第二光栅传感器42形成的光栅垂直于两个所述定向传感器32所形成直线。通过第二光栅传感器42位置的限定，减小了倾斜状态的机器人20在移动过程中接触到第二光栅传感器42的光栅的可能，增加了机器人20移动过程中的可靠性。

优选地，还包括第三光栅传感器43，第三光栅传感器43能够设置在第二光栅传感器42远离第一光栅穿传感器41的一端，第一光栅穿传感器41、第二光栅传感器42和第三光栅传感器43能够形成机器人20移动的移动区域。

根据发明提供的另一种实施例，如图6至图11所示，一种机器人自动示教系统，包括一种机器人20，机器人20为U形，且机器人20的转动轴线位于下端水平位置的中部。

地面上设有一个初始传感器31，当机器人20左臂最上端能够位于初始传感器31上时，机器人20位于初始位置。初始传感器31的左端还设有两个定向传感器32，两个定向传感器32均设置在初始传感器31的前侧，具体地，初始传感器31与两个定向传感器32之间的水平间距大于机器人20左臂的宽度，优选地，初始传感器31与两个定向传感器32之间的水平间距大于机器人20水平方向上的宽度。

两个定向传感器32之间的固定间距也大于机器人20左臂的宽度，优选地，两个定向传感器32之间的固定间距也大于机器人20水平方向上的宽度，如图8所示，在一个定向传感器32检测到倾斜状态的机器人20的左臂时，减小了另一个定向传感器32同一能够检测到机器人20左臂的可能。

两个定向传感器32的后侧还设有定位传感器33，定位传感器33与两个定向传感器32之间的水平间距小于机器人20的宽度，但大于机器人20宽度的一半，本实施例中，定位传感器33与两个定向传感器32之间的水平间距小于机器人20左臂的宽度，但大于机器人20左臂宽度的一半；如图10和图11所示，当机器人20的左臂被两个定向传感器32感应到之后，并在向上移动后，机器人20的左臂仍然能够被定位传感器33感应到，确定第二示教位置。

优选地，定向传感器32的左侧还设有第一光栅传感器41，第一光栅传感器41沿竖直方向设置；定位传感器33的后端还设有第二光栅传感器42，第二光栅传感器42能够沿水平方向设置，且第一光栅传感器41的后端接近第二光栅传感器42的左端；第二光栅传感器42的右端还设有第三光栅传感器43，第三光栅传感器43沿竖直方向设置，且第三光栅传感器43的长度与第一光栅传感器41的长度一致。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种机器人自动示教方法，其特征在于，包括：

依据初始传感器，控制机器人移动至初始位置；

依据两个定向传感器，控制所述机器人移动至第一示教位置，并控制所述机器人处于预设示教方向；

依据定位传感器，控制所述机器人沿第二预设方向移动至第二示教位置；所述第二预设方向平行于两个所述定向传感器所形成直线；

将所述机器人当前的位置作为示教点。

2.根据权利要求1所述的一种机器人自动示教方法，其特征在于，将所述机器人当前的位置作为示教点之后还包括：

控制所述机器人移动至初始位置；

将所述机器人再次运行到所述示教点，判断两个所述定向传感器与所述定位传感器是否均感应到所述机器人；

当两个所述定向传感器与所述定位传感器均感应到所述机器人时，确定所述示教点满足要求；否则，确定所述示教点不满足要求，执行步骤依据初始传感器，控制机器人移动至初始位置。

3.根据权利要求1所述的一种机器人自动示教方法，其特征在于，依据初始传感器，控制机器人移动至初始位置具体包括：

控制机器人向初始传感器的位置移动；

当所述初始传感器感应到所述机器人时，所述机器人停止移动；

所述机器人处于初始位置。

4.根据权利要求1所述的一种机器人自动示教方法，其特征在于，依据两个定向传感器，控制所述机器人移动至第一示教位置，并控制所述机器人处于预设示教方向具体包括：

控制所述机器人沿第一预设方向移动；

分析两个定向传感器是否感应到所述机器人；

当两个所述定向传感器同时感应到所述机器人时，所述机器人停止移动；

所述机器人处于第一示教位置，且所述机器人处于预设示教方向。

5.根据权利要求4所述的一种机器人自动示教方法，其特征在于，分析两个定向传感器是否感应到所述机器人之后还包括：

当任意一个所述定向传感器感应到所述机器人时，控制所述机器人继续沿第一预设方向移动；

当另一个所述定向传感器感应到所述机器人时，获取从一个定向传感器移动至另一个定向传感器的位置时所述机器人的移动距离；

依据所述移动距离、两个所述定向传感器之间的固定间距、所述第一预设方向与两个所述定向传感器所形成直线之间的夹角，通过三角函数，计算得到所述机器人与两个所述定向传感器所形成直线之间的偏转夹角；

依据所述定位传感器的位置和所述偏转夹角转动所述机器人，执行步骤控制所述机器人沿第一预设方向移动。

6.根据权利要求4或5所述的一种机器人自动示教方法，其特征在于，控制所述机器人沿第一预设方向移动之后，分析两个定向传感器是否感应到所述机器人之前包括：

当第一光栅传感器感应到所述机器人时，分析所两个所述定向传感器是否感应过所述机器人；

当两个所述定向传感器未感应过所述机器人时，所述机器人返回初始位置，并将所述机器人转动调整角度，执行步骤控制所述机器人沿第一预设方向移动。

7.根据权利要求6所述的一种机器人自动示教方法，其特征在于，分析所两个所述定向传感器是否感应过所述机器人之后还包括：

当任意一个所述定向传感器感应过所述机器人时，控制所述机器人沿所述第一预设方向的相反方向移动，执行步骤分析两个定向传感器是否感应到所述机器人。

8.根据权利要求1所述的一种机器人自动示教方法，其特征在于，依据所述定位传感器，控制所述机器人沿第二预设方向移动至第二示教位置具体包括：

控制所述机器人沿第二预设方向移动；所述第二预设方向平行于两个所述定向传感器所形成直线；

当所述定位传感器感应到所述机器人时，所述机器人停止移动；

所述机器人处于第二示教位置。

9.根据权利要求8所述的一种机器人自动示教方法，其特征在于，控制所述机器人沿第二预设方向移动之后，当所述定位传感器感应到所述机器人时，所述机器人停止移动之前还包括：

当第二光栅传感器感应到所述机器人时，控制所述机器人返回第一示教位置，且所述机器人处于预设示教方向；

控制所述机器人沿第一预设方向或其相反的方向移动预设调节距离，两个所述定向传感器均能够感应到所述机器人，执行步骤控制所述机器人沿第二预设方向移动。

10.一种机器人自动示教系统，其特征在于，包括：

机器人、感应装置和控制装置，所述机器人内设有用于驱动所述机器人运动的内部控制系统，所述内部控制系统、所述感应装置与所述控制装置通信连接；

所述感应装置包括初始传感器、两个定向传感器和定位传感器；

所述控制装置用于依据初始传感器，控制所述机器人移动至初始位置；

所述控制装置用于依据两个所述定向传感器，控制所述机器人移动至第一示教位置，并控制所述机器人处于预设示教方向；

所述控制装置用于依据所述定位传感器，控制所述机器人沿第二预设方向移动至第二示教位置；所述第二预设方向平行于两个所述定向传感器所形成直线；

所述内部控制系统用于将所述机器人当前的位置作为示教点。