[发明专利]一种易操控机器人示教器

说明书

技术领域

本发明涉及机器人操作技术领域，具体提供一种易操控机器人示教器。

背景技术

随着科技的进步，各种机器人在各种操作场合下的使用越来越广泛，示教器是机器人控制系统的重要组成部分，传统示教器只能通过手动操作方向按钮或者操纵杆来移动机器人的机械臂来完成示教过程，对操作者的技能要求较高。

传统的机器人示教器将编程功能集成到示教器上，虽然方便了在线编程，但是同时也增加了示教器的体积和重量，而且提高了操作人员的入门门槛。

中国专利CN105252538A公开了一种新型工业机器人示教器，其根据惯性测量单元和摄像头来控制机械臂的移动，使机械臂示教移动轨迹跟随示教器的示教移动轨迹。但是由于惯性测量单元价格较为昂贵，使示教器的成本增加，而且其需要配合摄像头，使整个示教系统比较复杂，且外界的光线强弱对示教器的使用也有影响。

发明内容

针对现有技术的不足和缺陷，本发明的目的是提供一种易操控机器人示教器，该示教器不仅操作方式简单，更加轻便便携，成本低，而且具有人性化的操作方式，操作者无需有具有专业的操作技能，就能快速操作机器臂。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明提供一种易操控机器人示教器，包括与上位机机器人控制系统相连的嵌入式控制器，所述机器人示教器还包括与嵌入式控制器连接的航向姿态参考系统，所述航向姿态参考系统包括加速度计传感器，陀螺仪以及磁力计，所述航向姿态参考系统的传感器收集示教器的移动姿态，并将所述姿态轨迹传送给所述嵌入式控制器，所述嵌入式控制器基于航向姿态参考系统的姿态变换产生机械臂的示教姿态，并将所述机械臂的示教姿态变换轨迹传送给所述上位机机器人控制系统，所述上位机机器人控制系统基于所述机械臂的姿态变换来控制需要移动的机械臂进行相应的姿态移动。

所述机器人示教器还包括有：与所述嵌入式控制器连接的操作摇杆、位姿控制单元以及关节选择单元，所述操作摇杆用于选择控制机械臂的X、Y、Z轴参数来完成机械臂的示教，其位姿控制单元用于手动操纵模式下的机械臂位姿轨迹移动，其关节选择单元可以控制特定的机械臂关节运动。

进一步的，所述机器人示教器还包括有：与所述嵌入式控制器连接的DeadMan键，紧急停止开关，液晶显示屏。所述DeadMan按钮按下时，移动示教器，机械臂可以实现示教的轨迹移动，当松开此键时，机械臂停止运动。所述液晶显示屏用于输入预设信息以及实时显示示教器和机械臂的运动状态。

进一步的，所述机器人示教器还包括有：与所述嵌入式控制器相连的以太网通讯模块，所述以太网通讯模块用来高速稳定的进行示教器和上位机之间的通讯。

优选的，示教器无需直接连接上位机，可以连接至路由器终端，显著的扩大了遥操作的应用范围。

与现有技术相比，本发明具有如下的优点：

本发明是一种易操控机器人示教器，本发明借助航向姿态参考系统使其具有姿势操作系统，操作者不需要具有编程基础，无需进行坐标矩阵转换，通过移动示教器加上功能按键就能控制机械臂的位姿移动，从而完成对机器人的示教过程，降低了对操作者的技能要求。

附图说明

图1为本发明易操控机器人示教器的主视结构示意图；

图2为本发明易操控机器人示教器的右视结构示意图；

图3为本发明易操控机器人示教器的结构原理框图；

图4为本发明示教器进行控制的操作流程图。

其中，对标注有相同附图标记以及相同的名称的结构构件不再重复相同的说明：

1.操作按键区；2.操作摇杆；3.紧急停止开关；4.液晶显示屏；5.上壳体；6.以太网通信线缆；7.DeadMan键；8.下壳体；9.示教器控制模块；10.航向姿态参考系统；11.磁力计；12.加速度计；13.陀螺仪；14.USB接口；15.嵌入式控制器；16.以太网通讯模块；17.位姿控制单元；18.关节选择单元。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，以下将结合附图，对本发明的具体实施作进一步详细说明。

如图1和图2所示，该机器人示教器主要包括操作按键区1、操作摇杆2、紧急停止开关3、液晶显示屏4、上壳体5、以太网通信线缆6，DeadMan键7，下壳体8，且所述的操作按键区1、操作摇杆2、紧急停止开关3、液晶显示屏4、DeadMan键7以及以太网通信线缆6皆分别连接与控制模块9。