[发明专利]一种基于体感和触摸的多轴机械臂直观控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及多轴机械臂控制领域，具体涉及一种基于体感和触摸的多轴机械臂直观控制系统及方法。

背景技术

自从20世纪60年代第一台工业机器人问世以来，它对促进制造业的发展起到了重要作用。经过近60年的发展，工业机器人技术已经成熟，并在众多领域得到了广泛应用。

多轴机械臂作为工业机器人的重要组成部分，在工业、安全、医疗等领域有广泛的应用，其在工业领域被应用得最为广泛，大大提高了生产效率，降低了工人劳动强度。

如授权公告号为CN200970772Y的专利文献公开了一种多轴式机械手臂,该机械手臂主要包括:一横向移动台,该横向移动台上安装有一可转动的旋转基座,该旋转基座的一端上设置有一垂直升降基座,该垂直升降基座上装有升降器,该升降器可沿垂直升降基座上、下移动,升降器有水平外伸的短臂,该短臂上装有至少一个可伸缩的手臂,该手臂的一端装有终端制动器。该专利文献的多轴式机械手臂,能旋转并具有纵向、横向直线移动的功能,可依工件尺寸相应调整幅宽及在传送过程中保持工件稳定。

如申请公布号为CN103192647A的专利文献公开了一种多轴雕刻机，包括底座、总控系统和回转工作台，底座上部设有第一回转节点，在所述第一回转节点内设有第一回转电机和第一驱动系统，所述第一驱动系统竖直放置，所述第一回转电机与第一驱动系统通过第一齿轮机构相啮合，在所述第一驱动系统的上部设有第一回转臂，在第一回转臂的末端依次连接多个回转臂。该专利文献公开多轴雕刻机的机械结构紧凑，机械强度高，刚性好，传动机构精度高，自由度多，维护成本低。

如申请公布号CN103302675A的专利文献公开了一种壁板上件柔性机械手，主要由移动基座、升降立柱、多轴机械手臂和壁板夹具组成；其中升降立柱的下方位于移动基座的上表面，其上方通过法兰连接多轴机械手臂，其上的法兰盘上方通过连接立柱连接机械手大臂，其一端连接平衡气缸的活塞杆，平衡气缸的另一端与连接立柱底部连接，机械手大臂的另一端连接回转柱，回转柱下方连接机械手小臂，其下方通过回转连接器连接壁板夹具；在壁板夹具上设有回转连接器，其上连接的操作板上连接翻转气缸和旋转气缸，在夹具主体型材上设有若干个真空吸盘。该壁板上件柔性机械手通过重构真空吸盘点阵，可满足多种大型蒙皮、壁板的上件装配，同时其通用性强，拆装简单灵活，从而大大提高生产效率。

随着机械电子行业的发展，多轴机械臂逐渐走出大型工厂，进入到中小工厂中。但传统的机械臂示教控制器通常比较笨重，需要很多按键，操作人员经过专业培训才能够操作，学习培训周期长；且手持控制器通过有线连接，操作不够方便。

发明内容

本发明针对上述问题，提出了一种基于体感和触摸的多轴机械臂直观控制系统及方法。用于解决现有多轴机械臂控制灵活性差、人机交互特性差，控制复杂的问题。

一种基于体感和触摸的多轴机械臂直观控制系统，包括依次连接的手持控制终端、控制器和多轴机械臂，所述手持控制终端与控制器通过网络通讯，所述手持控制终端包括：

空间位姿测量模块，用于采集手持控制终端相对地面的位置信号；

触摸屏，显示当前多轴机械臂的实时运行状态和设定信息，以及采集手指滑动的信号；

处理模块，用于对空间位姿测量模块和触摸屏采集的手指滑动的信号进行计算处理，得到多轴机械臂的控制信号，并通过网络发送给控制器；

语音输入模块，与处理模块相连，用于与用户进行交互。

所述语音输入模块用于采集用户的语音信号，并对其进行识别，当识别后的语音信号与处理模块中预设的指令吻合时，处理模块根据预设的指令工作。用户可以通过语言命令来控制多轴机械臂。

作为优选，所述语音输入模块将采集的用户的语音信号通过网络传输至因特网，通过因特网对语音信号进行云识别。

将采集到的语音信号传至因特网，通过云识别获得较高的识别准确率，然后经过云识别的语音信号与处理模块中预设的指令吻合时，处理模块根据预设的指令工作。

为了加强手持控制终端与用户的交互功能，作为优选，所述手持控制终端还包括用于发出相应声音、与用户进行交互的语音输出模块。

为了保证手持控制终端与控制器通讯的安全性，防止误操作，作为优选，所述手持控制终端与控制器进行网络连接时需要使用密码或者密钥进行验证。

所述空间位姿测量模块包括陀螺仪、加速度计和磁力计，所述位置信号包括手持控制终端相对地面的水平方位角、垂直倾斜角以及自身的旋转角。