[发明专利]一种基于后处理的机器人示教系统及方法

说明书

本发明提供一种基于后处理的机器人示教系统及方法，涉及机器人示教领域，该系统包括相互通信连接的示教机器人和远程控制系统，在远程控制系统中，多个发射器安装于预设的空间位置处且各发射器的视界相交；示教手柄安装于接收器的下方，通过移动示教手柄使其末端按照预先要求的示教轨迹移动；接收器用于在示教手柄的移动过程中接收多个发射器发送的信号，根据接收信号的时间间隔确定接收器相对于各发射器之间的距离信息；后处理器用于根据接收器相对于各发射器之间的距离信息确定示教手柄的空间位姿信息，对空间位姿信息进行坐标转换后，确定示教机器人各个关节的运动状态信息，以满足多场景、多任务、多要求下的示教工作，提高操作的便捷性。

技术领域

本发明属于机器人示教领域，尤其涉及一种基于后处理的机器人示教系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

随着机器人应用领域的推广，机器人示教技术发展迅速。现阶段，机器人示教技术以示教盒示教和拖动示教为主。

(1)示教盒示教是机器人通过预设的程序来完成相关示教动作，具有一定的控制精度，但需要操作人员进行大量的前期专业培训和实践，且操作步骤复杂，示教效率低，示教系统柔性差，机器人不能快速适应任务的改变。

(2)拖动示教是在机器人的各关节处布置传感器，操作人员通过拖动示教机器人到指定位置后，由各传感器记录示教机器人关节信息，进而计算获得工作路径，或者操作人员通过后处理系统对机器人各关节依次控制，使其移动到指定位置，但是机器人的成本较高，操作复杂且需要接触机器人，无法实现远程示教。

因而，现有的示教系统无法同时克服以上缺点。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种基于后处理的机器人示教系统及方法，用以简化操作步骤，提高机器人示教效率，并且工作人员只需通过操作示教杆即可实现示教机器人的远程控制，可以满足多场景、多任务、多要求下的示教工作。

为了实现上述目的，本发明主要包括以下几个方面：

第一方面，本发明实施例提供了一种基于后处理的机器人示教系统，包括相互通信连接的示教机器人和远程控制系统，所述远程控制系统包括多个发射器、接收器、示教手柄和后处理器；

多个发射器分别安装于预设的空间位置处且各发射器的视界相交；所述示教手柄安装于接收器的下方，通过移动所述示教手柄使其末端按照预先要求的示教轨迹移动；所述接收器用于在所述示教手柄的移动过程中接收多个发射器发送的信号，根据接收所述信号的时间间隔确定接收器相对于各发射器之间的距离信息；

所述后处理器用于根据接收器相对于各发射器之间的距离信息确定所述示教手柄的空间位姿信息，对所述空间位姿信息进行坐标转换后，确定示教机器人各个关节的运动状态信息。

在一种可能的实施方式中，所述后处理器包括接收模块、坐标转换模块和远程示教模块；

所述接收模块用于接收所述接收器相对于各发射器之间的距离信息；

所述坐标转换模块用于获取所述示教轨迹的多个关键点，根据各关键点处接收器相对于各发射器之间的距离信息，确定所述示教手柄的空间位姿信息，根据所述示教机器人的运动学模型，对所述空间位姿信息进行坐标转换，得到位姿数据序列；

所述远程示教模块用于根据所述位姿数据序列和示教机器人的动力学模型，确定示教机器人各个关节的运动状态信息。

在一种可能的实施方式中，所述后处理器还包括轨迹仿真模块，用于获取所述示教机器人的实际轨迹，根据所述实际轨迹和机器人逆运动学模型对示教机器人的运动轨迹进行仿真，并通过对示教机器人的动力学模型进行控制，以实现机器人运行过程中的动力学仿真。