CN109699177A - 机器人的示教装置、方法以及系统 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的一实施例的包括将末端的朝向维持为恒定的N(N为自然数)个关节的机器人的示教(Teaching)方法，可以包括：获取所述末端所要朝向的基准方向的步骤；以与用户对所述机器人的示教相对应的方式计算所述N个关节中M(M为自然数，N>M)个关节的角度的步骤；以及基于所述M个关节的角度，计算使所述末端朝向所述基准方向的剩余关节的角度的步骤。此时，所述剩余关节可以是所述N个关节中除所述M个关节以外的剩余关节。

Description

机器人的示教装置、方法以及系统
技术领域
本发明的实施例涉及一种机器人的示教装置、方法以及系统。
背景技术
随着技术的快速发展，机器人(robot)作为代替人类执行各种作业的工具，发挥着重要的作用。机器人主要代替人类的胳膊在制造业生产线中使用于包括物流、组装、焊接、涂漆等各种形式的作业的自动化，有助于提高生产性。
另一方面，实际上还存在这种机器人根据用户的示教进行工作的情况，而在这种示教中，正需要一种可以提高机器人的工作准确性的技术。
发明内容
技术问题
本发明的目的在于提供一种在示教期间可以使机器人的末端朝向维持为恒定的机器人的示教方法、装置以及系统。
另外，本发明的目的在于提供一种根据用户的示教可以使机器人的末端更加容易地满足规定的要求条件的机器人的示教方法、装置以及系统。
另外，本发明的目的在于提供一种在通常的多关节结构的机器人中，可以使一部分关节以恒定地维持机器人的末端的朝向的目的使用的机器人的示教方法、装置以及系统。
另外，本发明的目的在于提供一种可以进行更加准确而精细的示教的机器人的示教方法、装置以及系统。
技术方案
根据本发明的一实施例的包括将末端的朝向维持为恒定的N(N为自然数)个关节的机器人的示教(Teaching)方法可以包括：获取所述末端所要朝向的基准方向的步骤；以与用户对所述机器人的示教相对应的方式计算所述N个关节中M(M为自然数，N>M)个关节的角度的步骤；以及基于所述M个关节的角度，计算使所述末端朝向所述基准方向的剩余关节的角度的步骤。此时，所述剩余关节可以是所述N个关节中除所述M个关节以外的剩余关节。
所述示教通过用户对所述机器人的物理操作来执行，计算所述M个关节的角度的步骤可以包括根据用户对所述机器人的物理操作以与所述M个关节的角度相对应的方式驱动所述M个关节的步骤。
所述示教通过针对所述M个关节中至少一个关节的控制信号来执行，所述控制信号通过用户对输入部的操作来生成，计算所述M个关节的角度的步骤可以包括根据针对所述M个关节中至少一个关节的控制信号驱动所述M个关节中至少一个关节的步骤。
计算所述剩余关节的角度的步骤可以包括基于计算出的所述剩余关节的角度驱动所述剩余关节的步骤。
所述剩余关节可以是所述N个关节中最靠近所述末端且连续的关节。所述N可以是6，所述M可以是3。所述基准方向可以是与所述机器人的作业面(Plane)正交的方向。
根据本发明的一实施例的包括将末端的朝向维持为恒定的N(N为自然数)个关节的机器人的示教(Teaching)装置包括控制部，所述控制部获取所述末端所要朝向的基准方向，且以与用户对所述机器人的示教相对应的方式计算所述N个关节中M(M为自然数，N>M)个关节的角度，且基于所述M个关节的角度，可以计算出使所述末端朝向所述基准方向的剩余关节的角度。此时，所述剩余关节可以是所述N个关节中除所述M个关节以外的剩余关节。
所述示教通过用户对所述机器人的物理操作来执行，所述控制部根据用户对所述机器人的物理操作以与所述M个关节的角度相对应的方式可以驱动所述M个关节。
所述示教通过针对所述M个关节中至少一个关节的控制信号来执行，所述控制信号通过用户对输入部的操作来生成，所述控制部可以根据针对所述M个关节中至少一个关节的控制信号驱动所述M个关节中至少一个关节。
所述控制部可以基于计算出的所述剩余关节的角度驱动所述剩余关节。
所述剩余关节可以是所述N个关节中最靠近所述末端且连续的关节。所述N可以是6，所述M可以是3。所述基准方向可以是与所述机器人的作业面(Plane)正交的方向。
根据本发明的一实施例的在示教期间使机器人的末端的朝向维持为恒定的机器人的示教(Teaching)系统可以包括：机器人，包括N(N为自然数)个关节；以及机器人示教装置，以使所述机器人的末端的朝向维持为恒定的方式控制所述机器人。此时，所述机器人示教装置获取所述机器人的末端所要朝向的基准方向，且以与用户对所述机器人的示教相对应的方式计算所述N个关节中M(M是自然数，N>M)个关节的角度，且基于所述M个关节的角度，计算使所述末端朝向所述基准方向的剩余关节的角度。此时，所述剩余关节可以是所述N个关节中除所述M个关节以外的剩余关节。
所述示教通过用户对所述机器人的物理操作来执行，所述机器人示教装置可以根据用户对所述机器人的物理操作以与所述M个关节的角度相对应的方式驱动所述M个关节。
所述示教通过针对所述M个关节中至少一个关节的控制信号来执行，所述控制信号通过用户对所述机器人示教装置的输入部的操作来生成，所述机器人示教装置可以根据针对所述M个关节中至少一个关节的控制信号驱动所述M个关节中的至少一个关节。
所述机器人示教装置可以基于计算出的所述剩余关节的角度驱动所述剩余关节。所述剩余关节可以是所述N个关节中最靠近所述末端且连续的关节。
除前述以外的其他方面、特征、优点，通过以下图纸、权利要求范围以及发明的详细说明会变得较为明确。
技术效果
根据本发明的实施例，可以实现在示教期间可以使机器人的末端的朝向维持为恒定的机器人的示教方法、装置以及系统。
另外，可以实现根据用户的示教可以使机器人的末端更加容易地满足规定的要求条件的机器人的示教方法、装置以及系统。
另外，可以实现，在通常的多关节结构的机器人中，可以使一部分关节以恒定地维持机器人的末端的朝向的目的使用的机器人的示教方法、装置以及系统。
另外，可以实现，可以进行更加准确而精细的示教的机器人的示教方法、装置以及系统。
附图说明
图1示意性地显示根据本发明的一实施例的机器人系统。
图2是用于说明根据本发明的一实施例的控制部按照用户的示教控制机器人的方法的图。
图3是用于说明根据本发明的一实施例的机器人示教后的末端的方向的图。
图4是用于说明根据现有技术的机器人示教后的末端的方向的图。
图5是用于说明通过图1的机器人示教装置执行的机器人的示教方法的流程图。
最优实施方式
根据本发明的一实施例的包括将末端的朝向维持为恒定的N(N为自然数)个关节的机器人的示教(Teaching)方法可以包括：获取所述末端所要朝向的基准方向的步骤；以与用户对所述机器人的示教相对应的方式计算所述N个关节中M(M为自然数，N>M)个关节的角度的步骤；以及基于所述M个关节的角度，计算使所述末端朝向所述基准方向的剩余关节的角度的步骤。此时，所述剩余关节可以是所述N个关节中除所述M个关节以外的剩余关节。
具体实施方式
本发明可以进行各种转换且可以具有多种实施例，以下，通过附图举例说明特定实施例并在详细的说明中进行详细说明。但是，其目的并不在于将本发明限定于特定的实施方式，应该被理解为包括本发明的思想以及技术范围内所包含的所有转换、等同物至替代物。在对本发明进行说明的过程中，当判断为对相关众所周知的技术的具体说明可能会混淆本发明的宗旨时，省略其详细说明。
在以下实施例中，第一、第二等术语可用于说明各种各样的构成要素，但构成要素不能限定于术语。术语仅以将一个构成要素从另一个构成要素区别的目的使用。
在以下实施例中使用的术语仅仅是为了说明特定实施例而使用，其目的并不在于限定本发明。只要单数的表述在上下文中没有明确的不同，就包括复数的表述。在以下实施例中，“包括”或者“具有”等术语仅仅是为了指定说明书中所述的特征、数字、步骤、工作、构成要素、部件或者它们的组合的存在，应被理解为并不预先排除一个或者一个以上的其他特征或者数字、步骤、工作、构成要素、部件或者它们的组合的存在或者追加可能性。
本发明的实施例可以显示为功能性的块构成以及各种处理步骤。这种功能块可以由执行特定功能的各种数量的硬件和/或软件的构成来实现。例如，本发明的实施例可以采用通过一个以上的微处理器的控制或者其他控制装置可以发挥各种功能的存储器、处理、逻辑(logic)、查找表(look-up table)等集成电路构成。与本发明的实施例的构成要素可以通过软件编程(Software programming)或者软件要素执行类似，本发明的实施例包括通过数据结构、处理器、程序(routine)或者其他编程(programming)构成的组合实现的各种算法，从而可以通过C、C++、Java、汇编程序(assembler)等编程或者脚本语言实现。功能性方面可以通过在一个以上的处理器中执行的算法实现。另外，本发明的实施例，为了电子环境设定、信号处理和/或数据处理等可以采用现有技术。可以广泛使用机构(mechanism)、要素(element)、手段、构成等术语，但并不限定于机械性以及物理性的构成。所述术语与处理器等相关联而可以包含软件的一系列程序(routines)的含义。
图1示意性地显示根据本发明的一实施例的机器人系统。
参照图1，根据本发明的一实施例的机器人系统可以包括机器人示教装置100以及机器人200。根据本发明的一实施例的系统，可以不顾用户对机器人200的示教而使机器人200的末端维持恒定的方向。
在本发明中，“示教(teaching)”可以表示用户通过操作机器人200使机器人200采取特定姿势。
此时，“操作”可以表示用户对机器人200施加物理力(physical force)而使机器人200采取特定姿势。在这种情况下，机器人200的一部分关节(例如211至213)可以被适当地设定为具有能够被用户旋转的程度的阻力。换句话说，在用户通过物理操作对机器人200进行示教时，用于维持相应关节的姿势的旋转扭矩(Toque)可以被设定为使用户可以变更旋转角度的程度的强度。
另一方面，“操作”也可以表示用户通过操作机器人200的输入部而生成控制信号，并使机器人200按照控制信号采取特定姿势。更加具体地说，用户的操作也可以表示输入一部分关节(例如，211至213)的角度，也可以表示输入一部分零件221至223的位置。当然，用户的操作也可以表示通过拖拽或者点击显示器120上显示的机器人200的形状而操作。只不过，这仅仅是举例说明，本发明的思想并不限定于此。
在本发明中，机器人200的“姿势”可以表示在三维空间中机器人200的特定状态。例如，当机器人200是多关节机器人时，机器人200的“姿势”可以表示机器人处于特定状态时各关节的旋转角度、各零件在三维空间中的位置以及构成各关节的驱动器(actuator)的驱动条件中的至少一种。
在本发明中，机器人(Robot)200可以是包括一个以上驱动器以及一个以上零件的装置。此时，驱动器(Actuator)可以表示基于控制信号将电能转换成动能的各种装置。例如，驱动器可以是直流(DC)伺服电机、交流(AC)伺服电机、步进电机、直线电机(linearmotor)、液压缸、液压电机、气缸以及气压电机中的任意一种。只不过，这仅仅是举例说明，本发明的思想并不限定于此。
另一方面，零件(Part)可以表示使前述的驱动器固定于特定位置的结构物或者固定于驱动器而运动的结构物。
根据本发明的一实施例的机器人可以是例如多关节机器人、平面关节型机器人(Selective Compliance Assembly Robot Arm robot)以及圆柱坐标型机器人中的任意一种。多关节机器人(Articulated Robot)可以是包括一个以上的关节以及连接关节与另一个关节的零件(或者主体)的机器人。平面关节型机器人可以是机器人的手臂(Arm)在特定平面内工作的机器人。圆柱坐标型机器人(Cylindrical Robot)可以表示机器人的手臂(Arm)具有至少一个旋转关节与至少一个直行关节的机器人。只不过，这仅仅是举例说明，本发明的思想并不限定于此。因此，如前所述，包括一个以上的驱动器(Actuator)以及一个以上的零件(Part)且按照控制信号工作的装置可以相当于本发明的机器人。
以下，为了便于说明，以机器人200是如图1所示的多关节机器人且包括N个关节与连接各关节的零件为前提进行说明。更加具体地说，以机器人200包括六个关节211、212、213、214、215、216以及六个零件221、222、223、224、225、226且六个关节211、212、213、214、215、216的每一个包括测定关节的旋转角度的角度测定手段为前提进行说明。另外，以机器人200的六个零件中某一个零件221固定于地面为前提进行说明。
根据本发明的一实施例的机器人示教装置100是用于对机器人进行控制和/或示教的装置，可以包括控制部110、显示部120以及输入部130。
根据本发明的一实施例的控制部110，可以根据用户的示教而驱动一部分关节，且可以根据规定的条件驱动剩余的关节。此时，控制部110可以包括如处理器(processor)能够处理数据的所有种类的装置。在这里，“处理器(processor)”可以表示例如数据处理装置，其为了发挥以包含于程序内的代码或者命令表示的功能而具有物理地结构化的电路且内置于硬件。作为如此内置于硬件的数据处理装置的一例，可以包括微处理器(microprocessor)、中央处理器(central processing unit，CPU)、处理器核心(processorcore)、多重处理器(multiprocessor)、专用集成电路(application-specific integratedcircuit，ASIC)、现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)等处理装置，但本发明的范围并不限定于此。
根据本发明的一实施例的显示部120可以显示机器人200的当前工作状态等。因此，显示部120可以表示显示图形、文字或者影像的显示装置。例如，显示部120可以由阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)，液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)，等离子显示板(Plasma Display Panel，PDP)，发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)以及有机电致发光二极管(Organic Light Emitting Diode，OLED)中的任意一种构成，但本发明的思想并不限定于此。
根据本发明的一实施例的输入部130可以表示获取用户的输入的各种手段。例如，输入部130可以是键盘、鼠标、轨迹球、麦克风以及按钮中的任意一种或者一种以上的组合。另外，输入部130也可以表示在前述的在显示部120上执行输入的触摸手段。只不过，这仅仅是举例说明，本发明的思想并不限定于此。
虽未图示，但根据本发明的一实施例的机器人示教装置100还可以包括通信部(未图示)以及存储器(未图示)。
此时，通信部(未图示)可以是包括硬件以及软件的装置，所述硬件以及软件是机器人示教装置100与如机器人200等外部装置通过有线或无线连接而收发控制信号必需的。
存储器(未图示)发挥暂时或者永久地存储机器人示教装置100所处理的数据的功能。存储器可以包括磁性存储介质(magnetic storage media)或者快闪存储介质(flashstorage media)，但本发明的范围并不限定于此。
另一方面，如图所示，根据本发明的一实施例的机器人示教装置100可以是与机器人200和/或机器人200的控制装置(未图示)另行配置的装置。另外，与图示不同，机器人示教装置100可以是包含于机器人200和/或机器人200的控制装置(未图示)的装置。换句话说，机器人200和/或机器人200的控制装置(未图示)可以执行根据本发明的一实施例的机器人的示教方法。只不过，以下为了便于说明，如图1所示，以另行配置机器人示教装置100为前提进行说明。
根据本发明的一实施例的机器人示教装置100的控制部110，在示教过程中，能够以使机器人200的末端的朝向维持为恒定的方式控制机器人200。
在本发明中，机器人200的“末端”可以表示最靠近作为作业对象的作业物的零件。例如，当机器人200是如图1所示的多关节机器人时，最后一个零件226是最靠近作业物的零件，因此可以成为机器人200的末端。以下为了便于说明，将最后一个零件226与末端以相同的含义使用。
根据本发明的一实施例的控制部110可以获取机器人200的末端226所要朝向的基准方向310。
在本发明中，“基准方向310”可以表示尽管机器人200的姿势按照示教发生变化，机器人的末端226也要朝向的方向。此时，基准方向可以是例如相对于三维空间上的作业面垂直的方向或者朝南方向。
这种基准方向310可以通过用户对基准方向310的示教获取。例如，为使机器人200的末端226朝向自己所设定的基准方向，用户可以通过对包括末端226在内的机器人200的各零件进行物理操作而设定基准方向。
另外，基准方向310也可以通过用户对输入部130的操作来获取。例如，用户通过输入部130生成对机器人200的至少一个关节的控制信号，并传递给各个关节211至216，从而可以设定基准方向310。只不过，这仅仅是举例说明，本发明的思想并不限定于此。
根据本发明的一实施例的控制部110，能够以与用户对机器人200的示教相对应的方式计算机器人200的N个关节中M个关节的角度。另外，控制部100能够以与通过前述的过程计算出的M个关节的角度相对应的方式驱动M个关节。此时，M可以是小于机器人200的关节的数量N的自然数。
在本发明中，“以与关节的角度相对应的方式驱动”可以表示为使关节旋转成与相关角度相当。例如，在示教之前关节211的角度是0度，根据示教计算出的角度为-30度时，“以与-30度相对应的方式驱动关节211”可以表示控制部110使关节211向负方向旋转30度。
图2是用于说明根据本发明的一实施例的控制部110根据用户的示教控制机器人200的方法的图。
为了便于说明，根据前述的过程将基准方向310设定为垂直于空间上的作业面400的方向，并假设用户的示教包括使第一个关节211朝向图示的方向330旋转，第二个关节212朝向图示的方向320旋转的操作。另外，假设控制部110根据示教计算三个关节211、212、213的角度。(即，M＝3)
在这种情况下，根据本发明的一实施例的控制部110，如前所述，可以计算出6个关节中3个关节的角度，使其对应于用户的示教。另外，控制部110可以以与对各个关节计算出的角度相对应的方式驱动前述的3个关节。
例如，控制部110可以计算出第一个至第三个关节211至213的角度，使其与用户的示教相对应。此时，根据前述的假设，用户的示教仅包括对第一个关节211和第二个关节212的操作，因此控制部110可以仅计算出第一个关节211与第二个关节212的角度。当然，控制部110也可以将第三个关节213的旋转角度计算为与之前的角度相同的角度(由于没有角度的变化)。
接着，控制部110能够以与对各个关节计算出的角度相对应的方式驱动第一个关节211和第二关节212。当然，控制部110也可以驱动第三个关节213使其维持当前的角度。
根据本发明的一实施例的控制部110，基于通过前述的过程计算出的M个关节的角度，可以计算出使末端226朝向基准方向310的剩余关节的角度。
例如，如前所述，当控制部110根据用户的示教计算三个关节211至213的角度时，控制部110可以计算出使末端226朝向基准方向310的剩余关节214、215、216的角度。
此时，控制部110可以根据各种方法计算剩余关节214、215、216的角度。例如，控制部110基于包括与构成机器人200的关节211至216和连接各关节的零件221至226相关的信息的机器人200的三维建模数据以及通过前述的过程计算出的M个关节211至213的角度，可以计算出剩余关节214至216的角度。只不过，这仅仅是举例说明，本发明的思想并不限定于此。
接着，根据本发明的一实施例的控制部110，可基于计算出的剩余关节的角度来驱动剩余关节。
据此，在本发明中，即使用户对多关节机器人进行示教或者操作，也可以使末端226始终朝向预定的方向。
图3是用于说明根据本发明的一实施例的机器人200示教后的末端226的方向310a的图。
为了便于说明，与图2相同地，将基准方向310设定为与空间上的作业面400垂直的方向，且假设用户的示教如图2所示包括使第一个关节211向图示的方向330旋转、使第二个关节212向图示的方向320旋转的操作。另外，假设控制部110处于按照示教驱动了三个关节211、212、213的状态。
如前所述，根据本发明的一实施例的控制部110，根据用户的示教可以计算出使末端226朝向基准方向310的剩余关节214、215、216的角度，且可以根据计算出的角度使剩余关节214、215、216工作。据此，末端226的朝向310a可以是与最初设定的基准方向310相同的方向，是与作业面400垂直的方向。
图4是用于说明根据现有技术的机器人200示教后的末端226的方向310b的图。
为了便于说明，与图2相同地，将基准方向310设定为与空间上的作业面400垂直的方向，并假设用户的示教如图2所示包括使第一个关节211向图示的方向330旋转、使第二个关节212向图示的方向320旋转的操作。另外，假设处于控制部110按照示教驱动了三个关节211至213的状态。
当控制部110针对用户的示教不计算剩余关节214至216的角度，或者据此不使剩余关节214至216工作时，如图所示，末端226的朝向310b可能是与最初设定的基准方向310不同的方向，且不是与作业面400垂直的方向。
这样，根据现有技术存在如下问题：根据用户的示教，机器人200的末端226很难满足规定的要求条件(例如，朝向特定方向的条件)。
此外，即使用户可以对所有关节211至216进行示教，从而用户将末端226的朝向操作为垂直于作业面400的方向，也无法确认被操作的状态是否是准确地垂直于作业面400的方向，不仅如此，还存在由于对一部分关节的角度的修改等而末端排列的方向可能会很容易变乱的问题。
本发明对多关节机器人的一部分关节可示教地进行控制，且控制剩余的关节使其满足规定的要求条件，从而可以解决如上所述的问题。
此时，可示教的关节可以是一个以上。另一方面，以满足规定的要求条件的方式工作的关节可以是3个以上，且可以是在多个关节中最靠近末端并连续的关节。
另一方面，在根据本发明的一实施例的机器人200的末端226可以贴附有根据机器人200的目的和/或用途的工具(Tool)。例如，贴附于末端226的工具可以是获取对作业物的影像的影像获取装置。在这种情况下，机器人200可以使用于用于掌握操作物的组装状态等的获取影像的目的。
另一方面，如上所述的方法，也可以为了机器人200的校准(Calibration)而使用。例如，也可以在使机器人200的末端位于用于校准的板(board)上的多个位置之后，确认相关位置下的各关节的角度，从而确认机器人200的工作误差等。只不过，这仅仅是举例说明，本发明的思想并不限定于此。
图5是用于说明通过图1的机器人示教装置100执行的机器人的示教方法的流程图。以下，省略对与在图1至图4中说明的内容重复的内容的详细说明。
根据本发明的一实施例的机器人示教装置100可以获取机器人200的末端226所要朝向的基准方向310(S51)。
在本发明中，“基准方向310”可以表示即使机器人200根据示教而改变了姿势，机器人的末端226也要朝向的方向。此时，基准方向可以是例如相对于三维空间上的作业面垂直的方向或者朝南方向。
这种基准方向310可以通过用户对基准方向310的示教获取。例如，用户可通过对包括末端226在内的机器人200的各零件进行物理操作而设定基准方向，以使机器人200的末端226朝向用户所要设定的基准方向。
另外，基准方向310也可以通过用户对输入部130的操作获取。例如，用户通过输入部130生成对机器人200的至少一个关节的控制信号，并传递至各关节211至216，从而可以设定基准方向310。只不过，这仅仅是举例说明，本发明的思想并不限定于此。
根据本发明的一实施例的机器人示教装置100，可以以与用户对机器人200的示教相对应的方式计算出机器人200的N个关节中M个关节的角度(S52)。另外，机器人示教装置100可以以与通过前述的过程计算出的M个关节的角度相对应的方式驱动M个关节。此时，M可以是小于机器人200的关节的数量N的自然数。
在本发明中，“以与关节的角度相对应的方式驱动”可以表示使关节旋转成与相关角度相当。例如，在示教之前关节211的角度为0度，根据示教计算出的角度为-30度的情况下，“以与-30度相对应的方式驱动关节211”可以表示机器人示教装置100使关节211向负方向旋转30度。
重新参照图2，根据前述的过程，将基准方向310设定为垂直于空间上的作业面400的方向，并假设用户的示教包括使第一个关节211向图示的方向330旋转、使第二个关节212向图示的方向320旋转的操作。另外，假设机器人示教装置100根据示教计算三个关节211、212、213的角度(即，M＝3)。
在这种情况下，根据本发明的一实施例的机器人示教装置100，如前所述，以与用户的示教相对应的方式可以计算出6个关节中3个关节的角度。另外，机器人示教装置100可以以对应于对各个关节计算出的角度的方式驱动前述的3个关节。
例如，机器人示教装置100，能够以与用户的示教相对应的方式计算第一个关节211至第三个关节213的角度。此时，根据前述的假设，用户的示教仅包括对第一个关节211与第二个关节212的操作，因此机器人示教装置100可以仅计算出第一个关节211与第二个关节212的角度。当然，机器人示教装置100也可以将第三个关节213的旋转角度计算为与之前的角度相同的角度(由于没有角度的变化)。
接着，机器人示教装置100可以以与对各个关节计算出的角度相对应的方式驱动第一个关节211和第二关节212。当然，机器人示教装置100也可以驱动第三个关节213使其维持当前的角度。
根据本发明的一实施例的机器人示教装置100，基于通过前述的过程计算出的M个关节的角度，可以计算出使末端226朝向基准方向310的剩余关节的角度(S53)。
例如，如前所述，当机器人示教装置100根据用户的示教计算三个关节211至213的角度时，机器人示教装置100可以计算出使末端226朝向基准方向310的剩余关节214、215、216的角度。
此时，机器人示教装置100可以根据各种方法计算剩余关节214、215、216的角度。例如，机器人示教装置100，基于包括与构成机器人200的关节211至216和连接各关节的零件221至226相关的信息的机器人200的三维建模数据和通过前述的过程计算出的M个关节211至213的角度，可以计算出剩余关节214至216的角度。只不过，这仅仅是举例说明，本发明的思想并不限定于此。
接着，根据本发明的一实施例的机器人示教装置100，可基于计算出的剩余关节的角度来驱动剩余的关节。
据此，即使用户对多关节机器人进行示教或者操作，本发明也可以使末端226始终朝向预定的方向。
重新参照图2至3，将基准方向310设定为与空间上的作业面400垂直的方向，并假设用户的示教如图2所示包括使第一个关节211向图示的方向330旋转、使第二个关节212向图示的方向320旋转的操作。另外，假设机器人示教装置100处于按照示教而驱动了三个关节211、212、213的状态。
如前所述，根据本发明的一实施例的机器人示教装置100，根据用户的示教可以计算出使末端226朝向基准方向310的剩余关节214、215、216的角度，且可以根据计算出的角度使剩余关节214、215、216工作。据此，末端226的朝向310a可以是与最初设定的基准方向310相同的方向，是与作业面400垂直的方向。
重新参照图4，对根据现有技术的机器人200示教后的末端226的方向310b进行说明。为了便于说明，与图2相同地，将基准方向310设定为与空间上的作业面400垂直的方向，并假设用户的示教如图2所示包括使第一个关节211向图示的方向330旋转、使第二个关节212向图示的方向320旋转的操作。另外，假设机器人示教装置100处于按照示教驱动了三个关节211、212、213的状态。
当机器人示教装置100针对用户的示教不计算剩余关节214至216的角度，或者据此不使剩余关节214至216工作的情况下，如图所示，末端226的朝向310b可能是与最初设定的基准方向310不同的方向，即，不是与作业面400垂直的方向。
这样，根据现有技术存在如下问题：根据用户的示教，机器人200的末端226很难满足规定的要求条件(例如，朝向特定方向的条件)。
此外，即使用户可以对所有关节211至216进行示教，从而用户将末端226的朝向操作为垂直于作业面400的方向，也无法确认被操作的状态是否是准确地垂直于作业面400的方向，不仅如此，还存在由于对一部分关节的角度的修改等而末端排列的方向可能会容易变乱的问题。
本发明对多关节机器人的一部分关节可示教地进行控制，并控制剩余的关节使其满足规定的要求条件，从而可以解决如上所述的问题。
此时，可示教的关节可以是一个以上。另一方面，以满足规定的要求条件的方式工作的关节可以是3个以上，且可以是在多个关节中最靠近末端并连续的关节。
另一方面，在根据本发明的一实施例的机器人200的末端226可以贴附有根据机器人200的目的和/或用途的工具(Tool)。例如，贴附于末端226的工具可以是获取对作业物的影像的影像获取装置。在这种情况下，机器人200可以使用于用于掌握操作物的组装状态等的获取影像的目的。
另一方面，如上所述的方法，也可以为了机器人200的校准(Calibration)而使用。例如，也可以在使机器人200的末端位于用于校准的板上的多个位置之后，确认相关位置下的各关节的角度，从而确认机器人200的工作误差等。只不过，这仅仅是举例说明，本发明的思想并不限定于此。
根据本发明的实施例的机器人的示教方法，可以在计算机可读记录介质中用计算机能够读取的代码实现。计算机可读记录介质包括存储有可以通过计算机系统读取的数据的所有种类的记录装置。计算机可读记录介质的例，有只读存储器(ROM)、随机存储器(RAM)、只读光盘存储器(CD-ROM)、磁盘、软盘、光数据存储装置等。另外，计算机可读记录介质分散于网络连接的计算机系统，从而可以存储并执行计算机能够以分散方式读取的代码。此外，用于实现本发明的功能性(functional)的程序、代码以及代码段可以通过本发明所属技术领域的程序设计员较容易被推理。
以上，参照附图所示的一实施例对本发明进行了说明，但这仅仅是举例说明，本技术领域的一般技术人员可以理解由此可以实施各种变形以及等同的其他实施例。

Claims (20)

1.一种机器人的示教方法，所述机器人包括将末端的朝向维持为恒定的N个关节，N为自然数，其特征在于，包括：
获取所述末端所要朝向的基准方向的步骤；
以与用户对所述机器人的示教相对应的方式计算所述N个关节中M个关节的角度的步骤，其中，M为自然数，N>M；以及
基于所述M个关节的角度，计算使所述末端朝向所述基准方向的剩余关节的角度的步骤，
所述剩余关节是所述N个关节中除所述M个关节以外的剩余关节。
2.根据权利要求1所述的机器人的示教方法，其特征在于，
所述示教通过用户对所述机器人的物理操作来执行，
计算所述M个关节的角度的步骤包括：根据用户对所述机器人的物理操作，以与所述M个关节的角度相对应的方式驱动所述M个关节的步骤。
3.根据权利要求1所述的机器人的示教方法，其特征在于，
所述示教通过针对所述M个关节中至少一个关节的控制信号来执行，
所述控制信号通过用户对输入部的操作来生成，
计算所述M个关节的角度的步骤包括：根据针对所述M个关机中至少一个关节的控制信号，驱动所述M个关节中至少一个关节的步骤。
4.根据权利要求1所述的机器人的示教方法，其特征在于，
计算所述剩余关节的角度的步骤包括：基于计算出的所述剩余关节的角度，驱动所述剩余关节的步骤。
5.根据权利要求1所述的机器人的示教方法，其特征在于，
所述剩余关节是所述N个关节中最靠近所述末端且连续的关节。
6.根据权利要求5所述的机器人的示教方法，其特征在于，
所述N是6，所述M是3。
7.根据权利要求1所述的机器人的示教方法，其特征在于，
所述基准方向是与所述机器人的作业面正交的方向。
8.一种计算机程序，其特征在于，
为使用计算机执行权利要求1至权利要求7中任意一项所述的方法而存储于介质。
9.一种机器人的示教装置，包括将末端的朝向维持为恒定的N个关节，N为自然数，其特征在于，
所述装置包括控制部，
所述控制部，获取所述末端所要朝向的基准方向，
且以与用户对所述机器人的示教相对应的方式计算所述N个关节中M个关节的角度，其中，M为自然数，N>M，
且基于所述M个关节的角度，计算使所述末端朝向所述基准方向的剩余关节的角度，
所述剩余关节是所述N个关节中除所述M个关节以外的剩余关节。
10.根据权利要求9所述的机器人的示教装置，其特征在于，
所述示教通过用户对所述机器人的物理操作来执行，
所述控制部根据用户对所述机器人的物理操作以与所述M个关节的角度相对应的方式驱动所述M个关节。
11.根据权利要求9所述的机器人的示教装置，其特征在于，
所述示教通过针对所述M个关节中至少一个关节的控制信号来执行，
所述控制信号通过用户对输入部的操作来生成，
所述控制部根据针对所述M个关节中至少一个关节的控制信号驱动所述M个关节中至少一个关节。
12.根据权利要求9所述的机器人的示教装置，其特征在于，
所述控制部基于计算出的所述剩余关节的角度驱动所述剩余关节。
13.根据权利要求9所述的机器人的示教方法，其特征在于，
所述剩余关节是所述N个关节中最靠近所述末端且连续的关节。
14.根据权利要求13所述的机器人的示教装置，其特征在于，
所述N是6，所述M是3。
15.根据权利要求1所述的机器人的示教装置，其特征在于，
所述基准方向是与所述机器人的作业面正交的方向。
16.一种机器人的示教系统，在示教期间使机器人的末端的朝向维持为恒定，其特征在于，包括：
机器人，包括N个关节，N为自然数；以及
机器人示教装置，以使所述机器人的末端的朝向维持为恒定的方式控制所述机器人，
所述机器人示教装置，获取所述机器人的末端所要朝向的基准方向，
且以与用户对所述机器人的示教相对应的方式计算所述N个关节中M个关节的角度，M是自然数，N>M，
且基于所述M个关节的角度，计算使所述末端朝向所述基准方向的剩余关节的角度，
所述剩余关节是所述N个关节中除所述M个关节以外的剩余关节。
17.根据权利要求16所述的机器人的示教系统，其特征在于，
所述示教通过用户对所述机器人的物理操作来执行，
所述机器人示教装置根据用户对所述机器人的物理操作以与所述M个关节的角度相对应的方式驱动所述M个关节。
18.根据权利要求16所述的机器人的示教系统，其特征在于，
所述示教通过针对所述M个关节中至少一个关节的控制信号来执行，
所述控制信号通过用户对所述机器人示教装置的输入部的操作来生成，
所述机器人示教装置根据针对所述M个关节中至少一个关节的控制信号驱动所述M个关节中至少一个关节。
19.根据权利要求16所述的机器人的示教系统，其特征在于，
所述机器人示教装置基于计算出的所述剩余关节的角度驱动所述剩余的关节。
20.根据权利要求16所述的机器人的示教系统，其特征在于，
所述剩余关节是所述N个关节中最靠近所述末端且连续的关节。
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