[发明专利]机器人手执示教方法

说明书

技术领域

本发明涉及机器人示教方法。

背景技术

针对现代工业快速多变以及日益增长的复杂性要求，继柔性制造、计算机集成制造、精良生产及并行工程，在面向未来工业应用的生产单元中，机器人不仅被要求“不知疲倦”地进行重复工作，而且能作为一个高度柔性、开放并具有友好的人机交互功能的可编程、可重构制造单元融合到制造业系统中。这一能力的实现要求现阶段机器人技术整体的进步，示教技术就是其中重要的一项。机器人因为能被编程完成不同的任务而被视为柔性的自动化设备。通过某一设备或方式实现对机器人作业任务的编程，这个过程就是机器人的示教过程。

常规的示教方法主要有两种，一种是通过示教器示教；另一种是通过离线软件，生成机器人运行的轨迹文件，机器人按照轨迹文件的数据运行。前者用于一般的规则集合轨迹运行，如直线、圆弧等，后者除了可以实现直线、圆弧等的示教外，还可示教复杂的曲线示教，但是，离线软件使用起来比较复杂，对操作者有较高的要求，并且现场数模采集工作量大，另外软件价格很高，影响了机器人的推广应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种机器人手执示教方法，使用该方法，机器人能够记录操作者用手驱动机器人而使得机器人按照操作者意愿进行运动的示教轨迹，并且机器人能够按照所记录的示教轨迹运行；该方法对于操作者无需编程，而且示教轨迹可以是任意轨迹，对操作者无任何要求，极大的降低了机器人的使用成本；该方法使用的零部件等属于常规零部件，制造成本低。

本发明的机器人手执示教方法，所述机器人包括主控器、至少一个关节；所述关节包括两个手臂、驱动两个手臂相对运动的驱动机构，驱动机构包括伺服电机、与伺服电机电连接以控制伺服电机的驱动器、编码器；主控器与各驱动器电连接，各编码器的输出接主控器；

所述机器人手执示教方法包括下述步骤：

a、学习步骤：

a1、通过各驱动器使得各伺服电机处于转矩模式，各伺服电机输出大小不同或相同、方向不同或相同的输出扭矩；机器人处于静止状态；

a2、以外力驱动机器人，使得机器人的至少一个关节中的两个手臂在外力驱动下作相对运动；外力驱动机器人时作为学习起始时刻开始计时，或外力驱动机器人之前某个时刻作为学习起始时刻开始计时，主控器记录各编码器在每隔时间t的各学习时刻时的学习输出值，直到外力停止；

b、复位步骤：通过各驱动器使得各伺服电机处于位置或速度模式；

c、运行步骤：

主控器通过各驱动器控制各伺服电机动作；各驱动器驱动各伺服电机时作为运行起始时刻开始计时，各编码器在运行起始时刻及每隔时间z的各运行时刻时的运行输出值与编码器在学习起始时刻及每隔时间t的各学习时刻时的学习输出值相等。

本发明同时提供了与上述的机器人手执示教方法属于同一发明构思的另一个机器人手执示教方法。

该机器人手执示教方法，所述机器人包括主控器、至少一个关节；所述关节包括两个手臂、驱动两个手臂相对运动的驱动机构，驱动机构包括伺服电机、与伺服电机电连接以控制伺服电机的驱动器、编码器；主控器与各驱动器电连接，各编码器的输出接主控器；

所述机器人手执示教方法包括下述步骤：

a、学习步骤：

a1、通过各驱动器使得各伺服电机处于转矩模式，各伺服电机输出大小不同或相同、方向不同或相同的输出扭矩；机器人处于静止状态；

a2、以外力驱动机器人，使得机器人的至少一个关节中的两个手臂在外力驱动下作相对运动；主控器按照下述方法记录各编码器在学习起始时刻及经过各学习时长时的学习输出值，直到外力停止：外力驱动机器人时作为学习起始时刻开始计时，或外力驱动机器人之前某个时刻作为学习起始时刻开始计时，主控器记录学习开始时刻的学习输出值，并读取各编码器在每隔时间t的各学习时刻时的学习输出值；如果后一时刻学习输出值与前一时刻学习输出值的差值的绝对值大于或等于一个设定值，则主控器记录后一时刻学习输出值、前后两次记录学习输出值之间的学习时长；所述后一时刻学习输出值即是经过该学习时长时的学习输出值；如果后一时刻学习输出值与前一时刻学习输出值的差值的绝对值小于所述设定值，则主控器不记录后一时刻学习输出值；

b、复位步骤：通过各驱动器使得各伺服电机处于位置或速度模式；

c、运行步骤：