[发明专利]一种基于电机助力的手把手示教机器人及其控制方法

权利要求书

1.一种基于电机助力的手把手示教机器人，包括底座、与底座连接的多关节臂，多关节臂与底座的连接关节以及多关节臂自身的各关节处均通过关节轴传动连接，还包括检测并记录关节轴的动作情况的编码器，所述关节轴与电机连接，编码器与控制系统电连接，其特征在于：还设有助力运算系统，所述多关节臂末端设有操控感知机构，所述助力运算系统分别与电机以及操控感知机构电连接。

2.根据权利要求1所述的基于电机助力的手把手示教机器人，其特征在于：所述各个关节轴的减速比的取值范围是5:1～70:1。

3.根据权利要求1所述的基于电机助力的手把手示教机器人，其特征在于：还包括气缸平衡机构，所述气缸平衡机构包括固定端铰接在底座上、活塞杆端与多关节臂铰接的气缸。

4.根据权利要求1～3任一所述的基于电机助力的手把手示教机器人，其特征在于：所述操控感知机构包括手柄和多个微动触点，所述手柄可摆动地铰接在多关节臂上，并设有复位弹簧，所述微动触点与助力运算系统电连接。

5.根据权利要求1～3任一所述的基于电机助力的手把手示教机器人，其特征在于：所述操控感知机构是能检测操作力的大小动态以及方向的力传感器。

6.一种应用于如权利要求1所述的基于电机助力的手把手示教机器人的控制方法，其特征在于包括以下步骤：

预先测定多关节臂处于任意位姿下各关节轴在正方向或反方向恰好处于静止的临界平衡力矩值，建立一个与多关节臂位姿相关联的助力运算系统；

手把手示教时，按多关节臂所处的位姿，助力运算系统通过插值法得到各关节轴在正方向或反方向恰好处于静止的临界平衡力矩值，并根据操作者在操控感知机构上触发的信号确定关节轴转动方向，由电机向关节轴提供助力力矩，使多关节臂易于被操作者拖动进行示教。

7.根据权利要求6所述的基于电机助力的手把手示教机器人控制方法，其特征在于：当所述操控感知机构是力传感器时，电机提供的助力力矩包括是关节轴恰好处于静止的静态力矩，以及辅助多关节臂加速运动的、考虑了惯性影响的动态力矩。