CN217475952U - 机器人控制系统及机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机器人技术领域，提供一种机器人控制系统及机器人，所述系统包括：远程操作器，用于响应于用户的操作轨迹，生成远程控制指令，并将远程控制指令发送至机器人控制器；机器人控制器，用于基于远程控制指令，控制目标机器人的执行机构模拟操作轨迹，以使执行机构完成操作轨迹对应的作业。本实用新型能够快速且准确对机器人进行控制。

Description

机器人控制系统及机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人控制系统及机器人。

背景技术

目前，多通过示教编程和离线编程两种方式对机器人进行控制。其中，示教编程是操作人员通过示教器手动控制机器人的关节运动，以使机器人运动到指定位置，同时将该位置进行记录，并传递到机器人控制器中，之后的机器人可根据指令自动重复该任务。离线编程是通过仿真模拟软件，在计算机终端重建整个工作场景的三维虚拟环境，然后软件可以根据要喷涂零件的大小、形状、材料等，同时配合软件使用者的相关操作，自动生成机器人的运动轨迹，即控制指令，然后在软件中仿真与调整轨迹，最后生成机器人程序传输给机器人。

然而，示教编程过程繁琐，效率较低，且完全依赖操作人员目测来控制机器人的运动精度。离线编程相较于示教编程效率更低，而且需要搭建模型环境，成本较高。

实用新型内容

本实用新型提供一种机器人控制系统及机器人，用以解决现有技术中机器人控制效率较低且成本较高的缺陷。

本实用新型提供一种机器人控制系统，包括：

远程操作器，用于响应于用户的操作轨迹，生成远程控制指令，并将所述远程控制指令发送至机器人控制器；

机器人控制器，用于基于所述远程控制指令，控制目标机器人的执行机构模拟所述操作轨迹，以使所述执行机构完成所述操作轨迹对应的作业。

根据本实用新型提供的一种机器人控制系统，所述机器人控制系统还包括：存储单元，用于在控制所述执行机构模拟所述操作轨迹之后，存储所述操作轨迹的机器人控制指令，并建立所述操作轨迹的机器人控制指令与作业类别之间的映射关系。

根据本实用新型提供的一种机器人控制系统，所述机器人控制系统还包括：更新单元，用于基于同一作业类别下各操作轨迹之间的差异，更新所述存储单元中对应作业类别的操作轨迹的机器人控制指令。

根据本实用新型提供的一种机器人控制系统，所述机器人控制系统还包括：切换单元和识别单元；

所述切换单元用于基于用户的切换指令，确定所述目标机器人；

所述识别单元用于在所述远程操作器响应于用户的操作轨迹之前，响应于查询指令查询所述存储单元中是否存在所述作业对应的操作轨迹的机器人控制指令，若是，则获取所述操作轨迹的机器人控制指令，并基于所述操作轨迹的机器人控制指令控制所述执行机构模拟所述操作轨迹。

根据本实用新型提供的一种机器人控制系统，所述远程操作器包括：感觉反馈单元，用于基于所述执行机构模拟所述操作轨迹时对应的作业重量，生成所述作业重量对应的感觉反馈信号，以使用户感知所述作业重量。

根据本实用新型提供的一种机器人控制系统，所述系统还包括：第一显示单元，用于显示所述执行机构模拟所述操作轨迹的图像信息和/或声音信息；

第二显示单元，用于显示所述执行机构的作业状态。

根据本实用新型提供的一种机器人控制系统，所述远程操作器为手持式。

根据本实用新型提供的一种机器人控制系统，所述远程操作器还包括：

第一按钮，用于响应于用户的作业条件指令，将所述作业条件指令发送至所述机器人控制器，以使所述机器人控制器控制所述执行机构按照所述作业条件指令中携带的作业条件信息进行作业；

第二按钮，用于响应于用户的急停指令，将所述急停指令发送至所述机器人控制器，以使所述机器人控制器控制所述执行机构停止。

根据本实用新型提供的一种机器人控制系统，所述远程操作器还包括：

第一报警单元，用于在检测到所述操作轨迹超出预设范围时，进行灯光报警；

和/或，

第二报警单元，用于在检测到所述操作轨迹超出所述预设范围时，进行声音报警。

本实用新型还提供一种机器人，包括：如上任一项所述的机器人控制系统。

本实用新型提供的机器人控制系统及机器人，通过远程操作器响应用户的操作轨迹，生成远程控制指令，从而机器人控制器在接收到远程控制指令后，能够控制执行机构模拟操作轨迹，进而完成操作轨迹对应的作业。由于远程操作器是响应于用户的操作轨迹生成远程控制指令，从而能够使得执行机构快速完成操作轨迹对应的作业，避免传统方法中需要操作人员通过示教器进行示教编程以及通过仿真模拟软件构建工作场景的三维虚拟环境导致效率较低的问题。此外，远程操作器响应于用户的操作轨迹，从而能够控制执行机构高精度完成任何复杂的作业。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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。

图1是本实用新型提供的机器人控制系统的结构示意图；

图2是本实用新型提供的远程操作器的结构示意图；

图3是本实用新型提供的又一机器人控制系统的结构示意图；

附图标记：

110：远程操作器；111：第一按钮；112：第二按钮；113：第一报警单元；114：第二报警单元；115：第二显示单元；116：位姿检测单元；117：启动开关；118：作业开关；120：机器人控制器。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前，多通过示教编程和离线编程两种方式对机器人进行控制。其中，示教编程是操作人员通过示教器手动控制机器人的关节运动，以使机器人运动到指定位置，同时将该位置进行记录，并传递到机器人控制器中，之后的机器人可根据指令自动重复该任务。离线编程是通过仿真模拟软件，在计算机终端重建整个工作场景的三维虚拟环境，然后软件可以根据要喷涂零件的大小、形状、材料等，同时配合软件使用者的相关操作，自动生成机器人的运动轨迹，即控制指令，然后在软件中仿真与调整轨迹，最后生成机器人程序传输给机器人。

然而，示教编程过程繁琐，效率较低，且完全依赖操作人员目测来控制机器人的运动精度，同时在示教过程中容易发生事故，如撞坏设备等。离线编程相较于示教编程效率更低，而且需要搭建模型环境，成本较高，同时对复杂路径的编程精度较低，而且对编程人员要求较高。

对此，本实用新型提供一种机器人控制系统。图1是本实用新型提供的机器人控制系统的结构示意图，如图1所示，该系统包括：

远程操作器110，用于响应于用户的操作轨迹，生成远程控制指令，并将远程控制指令发送至机器人控制器；

机器人控制器120，用于基于远程控制指令，控制目标机器人的执行机构模拟操作轨迹，以使执行机构完成操作轨迹对应的作业。

此处，远程操作器110可以是手持式操作器，也可以是其它形式的操作器，本实用新型实施例对此不作具体限定。在用户需要控制目标机器人完成相应作业时，用户可以控制远程操作器110完成相应的操作轨迹，进而远程操作器110响应于用户的操作轨迹，生成远程控制指令，并将远程控制指令发送至机器人控制器120。其中，用户的操作轨迹用于表征机器人完成相应作业的路径信息、动作信息等。

在机器人控制器120接收到远程控制指令后，控制目标机器人的执行机构模拟操作轨迹，从而执行机构可以完成操作轨迹对应的作业。其中，目标机器人即需要控制进行作业的机器人，在实际生产作业场景中，可能存在多个机器人，本实用新型实施例可以根据预先设定的生产顺序从多个机器人中确定目标机器人，也可以根据用户的指定从多个机器人中确定目标机器人。

由此可见，本实用新型实施例提供的机器人控制系统，通过远程操作器110响应用户的操作轨迹，生成远程控制指令，从而机器人控制器120在接收到远程控制指令后，能够控制执行机构模拟操作轨迹，进而完成操作轨迹对应的作业。由于远程操作器110是响应于用户的操作轨迹生成远程控制指令，从而能够使得执行机构快速完成操作轨迹对应的作业，避免传统方法中需要操作人员通过示教器进行示教编程以及通过仿真模拟软件构建工作场景的三维虚拟环境导致效率较低的问题。此外，远程操作器110响应于用户的操作轨迹，从而能够控制执行机构高精度完成任何复杂的作业。

基于上述实施例，所述系统还包括：存储单元，用于在控制执行机构模拟操作轨迹之后，存储操作轨迹，并建立操作轨迹与作业类别之间的映射关系。

具体地，该系统还包括存储单元，用于在控制执行机构模拟操作轨迹之后，存储操作轨迹的机器人控制指令，并建立操作轨迹的机器人控制指令与作业类别之间的映射关系，从而执行机构在下次完成相同作业类别时，可以从存储单元中基于作业类别快速获取对应的操作轨迹的机器人控制指令，并基于的机器人控制指令自动完成对应的作业，而不需要用户再次通过远程操作器110生成控制指令，进一步提高了机器人控制效率。

可以理解的是，远程操作器110上可以包括显示单元和/或语音识别单元，在用户需要控制机器人完成相应作业类别的作业时，可以通过显示单元输入作业类别，也可以输入作业类别的语音，从而远程操作器110基于识别得到的作业类别，快速从存储单元中查询对应的操作轨迹的机器人控制指令，以使机器人控制器120基于操作轨迹的机器人控制指令控制执行机构完成相应的作业。

基于上述任一实施例，所述系统还包括：更新单元，用于基于同一作业类别下各操作轨迹之间的差异，更新存储单元中对应作业类别的操作轨迹的机器人控制指令。

具体地，由于远程控制指令是远程操作器110响应于用户的操作轨迹生成的，且对于同一作业类别用户的操作轨迹可能存在差异。为了能够对统一作业类别下的操作轨迹进行优化，可以基于同一作业类别下各操作轨迹之间的差异，得到优化后的操作轨迹，并以优化后的操作轨迹更新存储单元中对应作业类别的操作轨迹的机器人控制指令。

可以理解的是，优化后的操作轨迹可以采用现有技术中的机器学习确定，如基于不同作业类别以及不同作业类别对应的操作轨迹对现有模型进行训练，基于训练完成的模型确定优化后的操作轨迹。

基于上述任一实施例，机器人控制系统还包括：切换单元和识别单元；

切换单元用于基于用户的切换指令，确定所述目标机器人；

识别单元用于在远程操作器110响应于用户的操作轨迹之前，响应于查询指令查询存储单元中是否存在作业对应的操作轨迹的机器人控制指令，若是，则获取操作轨迹的机器人控制指令，并基于操作轨迹的机器人控制指令控制执行机构模拟操作轨迹。

具体地，机器人控制系统还包括切换单元，用于基于用户的切换指令，从多个机器人中确定目标机器人，从而可以控制目标机器人的执行机构完成相应的作业。

此外，机器人控制系统还包括识别单元，用于在远程操作器110响应于用户的操作轨迹之前，响应于查询指令查询存储单元中是否存在作业对应的操作轨迹的机器人控制指令，若是，则表明执行机构之前已经执行过该作业，为了进一步提高机器人控制效率，此时切换单元获取操作轨迹的机器人控制指令，并基于操作轨迹的机器人控制指令控制执行机构模拟操作轨迹，从而机器人可以自动完成相应的作业，而不需要用户再次通过远程操作器110生成控制指令，进一步提高了机器人控制效率。

基于上述任一实施例，远程操作器110包括：感觉反馈单元，用于基于执行机构模拟操作轨迹时对应的作业重量，生成作业重量对应的感觉反馈信号，以使用户感知作业重量。

具体地，执行机构模拟操作轨迹时，会进行相应的作业，如搬运、喷涂等，为了使得用户能够感知执行机构在模拟操作轨迹时对应的作业重量，在远程操作器110上设置感觉反馈单元，用于基于执行机构模拟操作轨迹时对应的作业重量，生成作业重量对应的感觉反馈信号，从而使得用户能够感知作业重量。

基于上述任一实施例，所述系统还包括：第一显示单元，用于显示执行机构模拟操作轨迹的图像信息和/或声音信息。

具体地，可以在机器人本体上设置摄像头和/或麦克风，分别用于获取执行机构模拟操作轨迹的图像信息和/或声音信息，从而第一显示单元可以显示执行机构模拟操作轨迹的图像信息和/或声音信息，进而能够记录执行机构模拟操作以完成相应作业的过程。

基于上述任一实施例，远程操作器110为手持式。

如图2所示，远程操作器110可以为手持式远程操作器，从而便于用户手持远程操作器110完成操作轨迹，进而远程操作器110可以响应于用户的操作轨迹生成远程控制指令，以使机器人控制120基于远程控制指令控制执行机构模拟操作轨迹。

基于上述任一实施例，远程操作器110还包括：

第一按钮111，用于响应于用户的作业条件指令，将作业条件指令发送至机器人控制器120，以使机器人控制器120控制执行机构按照作业条件指令中携带的作业条件信息进行作业；

第二按钮112，用于响应于用户的急停指令，将急停指令发送至机器人控制器，以使机器人控制器控制执行机构停止。

具体地，用户按动第一按钮111时相当于向第一按钮111发送了作业条件指令，且用户通过按动第一按钮111，对作业条件进行选择。如按动第一按钮111一次，表明选择作业条件A；按动第一按钮111二次，表明选择作业条件B。在第一按钮111响应于用户的作业条件指令后，将作业条件指令发送至机器人控制器120，以使机器人控制器120控制执行机构按照作业条件指令中携带的作业条件信息进行作业。

此外，远程操作器110还包括第二按钮112，从而在紧急状况下需要急停执行机构时，用户可以通过按动第二按钮112生成急停指令，进而将急停指令发送至机器人控制器120，以使机器人控制器120控制执行机构停止，保证能够安全控制机器人。

基于上述任一实施例，远程操作器110还包括：

第一报警单元113，用于在检测到操作轨迹超出预设范围时，进行灯光报警；

和/或，

第二报警单元114，用于在检测到操作轨迹超出预设范围时，进行声音报警。

可选地，在检测到操作轨迹超出预设范围时，为了避免事故发生，第一报警单元113可以进行灯光报警。可以理解的是，第一报警单元113上可以包括LED灯，用于进行灯光报警。

可选地，在检测到操作轨迹超出预设范围时，为了避免事故发生，第二报警单元114可以进行声音报警。可以理解的是，第二报警单元114上可以包括扬声器，用于进行声音报警。

可选地，在检测到操作轨迹超出预设范围时，为了避免事故发生，第一报警单元113可以进行灯光报警，同时第二报警单元114可以进行声音报警，从而可以使得相关人员及时进行处理。

基于上述任一实施例，远程操作器110还包括：第二显示单元115，用于显示执行机构的作业状态。

具体地，当执行机构正在进行作业时，此时无法再进行其它作业，为了用户能够及时获知该信息，可以在远程操作器110上设置第二显示单元115，从而可以实时显示执行机构的作业状态。可以理解的是，第二显示单元115可以包括LED等，在执行机构正在进行作业时，以白色灯光显示，在执行机构完成作业时，以绿灯显示。

此外，远程操作器110还可以包括位姿检测单元116，启动开关117以及作业开关118，其中位姿检测单元116用于检测执行机构的位姿，启动开关117用于启动远程操作器110，作业开关118用于控制执行机构开始作业。

基于上述任一实施例，本实用新型还提供一种机器人控制系统，如图3所示，该系统包括工业PC机、交换机、I/O接口设备、机器人控制器、机器人示教器、机器人本体以及远程操作器组成，各电器之间采用接线方式进行连接。该系统中远程操作器相应于用户的操作轨迹，生成远程控制指令发送至机器人控制器，从而机器人控制器可以控制机器人本体模拟操作轨迹快速且高精度完成相应的作业。

基于上述任一实施例，本实用新型还提供一种机器人，包括：如上任一实施例所述的机器人控制系统。此处，机器人控制系统可以安装于机器人本体上，也可以与机器人本体通信连接。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种机器人控制系统，其特征在于，包括：

远程操作器，用于响应于用户的操作轨迹，生成远程控制指令，并将所述远程控制指令发送至机器人控制器；

机器人控制器，用于基于所述远程控制指令，控制目标机器人的执行机构模拟所述操作轨迹，以使所述执行机构完成所述操作轨迹对应的作业。

2.根据权利要求1所述的机器人控制系统，其特征在于，所述机器人控制系统还包括：存储单元，用于在控制所述执行机构模拟所述操作轨迹之后，存储所述操作轨迹的机器人控制指令，并建立所述操作轨迹的机器人控制指令与作业类别之间的映射关系。

3.根据权利要求2所述的机器人控制系统，其特征在于，所述机器人控制系统还包括：更新单元，用于基于同一作业类别下各操作轨迹之间的差异，更新所述存储单元中对应作业类别的操作轨迹的机器人控制指令。

4.根据权利要求2所述的机器人控制系统，其特征在于，所述机器人控制系统还包括：切换单元和识别单元；

所述切换单元用于基于用户的切换指令，确定所述目标机器人；

所述识别单元用于在所述远程操作器响应于用户的操作轨迹之前，响应于查询指令查询所述存储单元中是否存在所述作业对应的操作轨迹的机器人控制指令，若是，则获取所述操作轨迹的机器人控制指令，并基于所述操作轨迹的机器人控制指令控制所述执行机构模拟所述操作轨迹。

5.根据权利要求1所述的机器人控制系统，其特征在于，所述远程操作器包括：感觉反馈单元，用于基于所述执行机构模拟所述操作轨迹时对应的作业重量，生成所述作业重量对应的感觉反馈信号，以使用户感知所述作业重量。

6.根据权利要求1所述的机器人控制系统，其特征在于，所述系统还包括：第一显示单元，用于显示所述执行机构模拟所述操作轨迹的图像信息和/或声音信息；

第二显示单元，用于显示所述执行机构的作业状态。

7.根据权利要求1所述的机器人控制系统，其特征在于，所述远程操作器为手持式。

8.根据权利要求1所述的机器人控制系统，其特征在于，所述远程操作器还包括：

第一按钮，用于响应于用户的作业条件指令，将所述作业条件指令发送至所述机器人控制器，以使所述机器人控制器控制所述执行机构按照所述作业条件指令中携带的作业条件信息进行作业；

第二按钮，用于响应于用户的急停指令，将所述急停指令发送至所述机器人控制器，以使所述机器人控制器控制所述执行机构停止。

9.根据权利要求1所述的机器人控制系统，其特征在于，所述远程操作器还包括：

第一报警单元，用于在检测到所述操作轨迹超出预设范围时，进行灯光报警；

和/或，

第二报警单元，用于在检测到所述操作轨迹超出所述预设范围时，进行声音报警。

10.一种机器人，其特征在于，包括：如权利要求1至9任一项所述的机器人控制系统。

Images