[发明专利]一种针对机械臂的主从模式示教系统及示教方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械臂和双臂机器人同步示教技术领域，具体涉及一种针对机械臂的主从模式示教系统及示教方法。

背景技术

近年来，随着机械臂技术的迅速发展，安全协作和柔性关节技术的提高，机械臂技术不在局限于工业和制造业，越来越多的领域开始使用机械臂，比如，医疗、服务业、远程控制、安检等。现有的机械臂示教已经无法满足很多应用场景，对机械臂示教操作提出更高要求。

在使用机械臂过程中，制定任务一般通过编程示教和拖动示教设置动作和工作目标，编程示教方式为机械臂根据设置好的编程指令执行动作，拖动示教为拖动机械臂行走，并将行走轨迹存入控制器，以后使用时，控制器根据行走轨迹指导机械臂行走。通过机械臂操作界面的编程能够满足一般应用场合，但操作过程较为繁琐，操作方式不够简单友好。拖动示教相比编程示教的优点是只需要通过拖动机械臂手臂就可以完成动作的设计，不需要去了解纷繁复杂的命令方式，还可以根据用户拖动的速度、轨迹和力度，完成目标动作。

虽然编程示教和拖动示教能够满足普通应用环境，然而，对于非重复性和对实时操作要求较高的工作，无法通过制定任务方式完成。例如，用于远程手术医疗的机械臂，在操作之前需要先经过人为分析和确认，然后制定机械臂移动任务，在未经过人为的分析和确认情况下，机械臂无法确定下一个动作。这种边观察边操作的方式，无法通过编程示教提前做好任务编程。在手术过程中通过编程方式无法达到熟练医师的精确度(力度、速度)，而正在实施手术的机械臂又无法直接拖动。

基于以上描述，亟需一种新的针对机械臂的示教系统及示教方法，以解决现有技术存在的对于非重复性和对实时操作要求较高的工作，无法通过制定任务方式完成的问题。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的之一在于提供一种针对机械臂的主从模式示教方法，该方法应用于机械臂和双臂机器人同步示教，通过两个相同或具有相同功能的操控装置，一个做为示教机械臂(主控机械臂)，另一个做为执行工作的机械臂(从动机械臂)，通过操作主控机械臂实现从动机械臂按照主控机械臂示教方式运行，该方法对于非重复性、远程操作和对实时操作要求较高的工作，可以通过制定任务的方式完成，并达到高精度要求。

本发明的目的之二在于提供一种针对机械臂的主从模式示教系统，该示教系统应用于以上示教方法，对于非重复性、远程操作和对实时操作要求较高的工作，可以通过制定任务的方式完成，并达到高精度要求。

本发明采用的技术方案如下：

一种针对机械臂的主/从模式示教系统，包括：

主控机械臂、作为示教机械臂，按照预设示教方式运行；

从动机械臂、作为最终执行的机械臂，按照主控机械臂示教方式运行；

实时控制系统、包括实时操作系统和中央处理器，通过操作主控机械臂实现从动机械臂按照主控机械臂示教方式运行；以及

激光跟踪测量系统、对主控机械臂和从动机械臂进行标定及误差补偿。

作为优选，所述实时操作系统采用嵌入式实时操作系统(RTOS)；中央处理器采用intel Atom4核心处理器。

一种针对机械臂的主/从模式示教方法，该示教方法应用于权利要求1或2所述的示教系统，所述示教方法包括步骤：

操作主控机械臂按照预设方式运行，从动机械臂按照主控机械臂的示教方式运行。

作为优选，所述主控机械臂和从动机械臂实时同步运行。

作为优选，所述主控机械臂和从动机械臂实时同步运行方式包括步骤：

步骤一、拖动主控机械臂至A点位置(相对位置)；

步骤二、从动机械臂同时移动到A点位置；

步骤三、主控机械臂和从动机械臂实时同步运行。

作为优选，所述主控机械臂先进行示教，经确认后，将任务发送到从动机械臂，从动机械臂接收到任务后按照主控机械臂的示教任务执行。

作为优选，所述控制方式包括：

步骤一、将主控机械臂和从动机械臂运行到零位置，也就是机械臂原点；

步骤二、将主控机械臂移动到A点位置；

步骤三、确认主控机械臂示教任务完成，发送主控机械臂示教任务到从动机械臂，从动机械臂接收到任务后按照主控机械臂的示教任务执行。

作为优选，所述主控机械臂通过编程示教或拖动模式完成示教。

作为优选，整个示教过程中，通过激光跟踪测量系统对主控机械臂及从动机械臂标定及误差补偿。