[发明专利]基于手推示教式五轴水平关节机器人的控制系统

摘要

本发明公开了一种基于手推示教式五轴水平关节机器人的控制系统，包括三维位移传感模块系统、主控单元模块、通信模块、驱动电机接口模块、光电隔离 I/O 接口模块和外围存储模块等。通过上述方式，本发明基于手推示教式五轴水平关节机器人的控制系统，由于是虚拟的手推，本质上机器人的运动依然是由其关节电机作为动力，很好的解决了笨重的机器人末端人手不好操作的问题，简单实用的、高效率，同时由于其关节结构完全和不加手推方案的机器人完全一致，无需离合器和编码器，可靠性得到了很大程度的保证，另外，由于只需要在控制器中做软件设定调整，其综合制造维护，以及调试成本都很低廉。

主权项

一种基于手推示教式五轴水平关节机器人的控制系统，其特征在于，包括：控制头、三维坐标位移传感器、运动控制模块和三维位姿检测模块，所述三维坐标位移传感器包括3组涡流传感器，且3组涡流传感器的位置呈正交XYZ轴排列，所述三维坐标位移传感器设置于机器人手臂的末端，当人手捏住控制头推动时，控制头产生位移，带动各方向的涡流传感器移动，控制系统通过检测三个轴向的涡流传感器可以计算得到手推力的空间矢量方向与力度，从而操纵机器人跟随着人手的意图移动末端；所述运动控制模块采用了嵌入式结构，且其包括通用电路模块、轴控制电路模块、驱动模块和离线编程模块，所述驱动模块包括电机和驱动器，所述通用电路模块通过总线和串行接口与外界通信，从控制面板接收命令，并将状态通过显示接口显示在LCD或VFD上，所述轴控制电路模块对反馈信号进行处理，并根据伺服计算的结果产生输出控制信号，同时对电机或驱动器的各种信号进行连接，所述离线编程模块包括图形显示模块、三维建模模块、传感器仿真模块、编程处理模块和运动学模块，所述图形显示模块完成对场景管理、动画绘制、仿真时钟控制和信息图像显示的控制，所述三维建模模块建立机器人及其工作环境的三维模型，并为每个环境实体创建对象，所述传感器仿真模块完成对物理传感器功能的模拟，所述编程处理模块进行机器人的文本编辑、编译和链接，所述运动学模块完成运动学计算，并根据机器人与环境的当前状态进行碰撞检测；所述三维位姿检测模块设置于机器人手臂的末端，当机器人装载测量体时，通过比较测量体的相对位姿参数的变化量，对机器人的重复位姿进行精度检测。