[发明专利]一种协作机器人引导示教系统

说明书

本发明公开了一种协作机器人引导示教系统，包括机架，机架与机器人底座固定连接，末端执行器与机器人的末端法兰固定相连，三维鼠标的无线接收器与计算机连接，所述计算机与机器人控制系统连接，所述机器人控制系统与机器人的各个关节电机相连接，末端执行器与第一连接件固定相连，第一连接件通过固定件与机器人的末端法兰固连。采用本系统的实施方法是在三维鼠标帽上施加的不同大小和方向的力和力矩信号发送给计算机，计算机处理三维鼠标发来的数据并发送给机器人控制系统，从而控制机器人按照操作者的意图进行动作，实现对机器人的引导。本发明的引导示教系统能够使机器人示教过程更易操作、成本更低、通用性更强，而且可遥控操作。

技术领域

本发明涉及机器人示教系统，特别涉及一种协作机器人引导示教系统。

背景技术

目前，机器人领域进入协作机器人的黄金发展期。为了规范人机协作的安全标准，国际标准化组织更新了ISO10218国际标准，制定了ISO TS15066技术规范。此标准对协作机器人作业提出了四项要求，其中一项就是——Hand Guiding，即拖动示教或者引导示教。可见引导示教技术已成为协作机器人必备的功能。

引导示教技术使人和机器人在同一空间内进行人机互动，操作者可以更加直接地将自己的意图传递给机器人，并使机器人快速达到指定位置，来完成工作任务，大幅度提高生产效率，尤其在实现复杂轨迹方面有突出的优势。

专利CN206254183U公开的“一种机器人智能拖动示教系统”提出将六维力传感器一端连接机器人末端法兰，另一端连接拖动工具，来实现拖动示教。这样虽然能实现简单的拖动，但这种安装方式大大限制了末端执行器的形状尺寸，且拖动后不能取下六维传感器，实用性差，成本高；受六维传感器线的束缚，不能远距离拖动。

专利CN106826769A公开的“一种工业机器人快速示教装置及其实现方法”通过连接件将六维力传感器安装在法兰上，可以快速拆卸六维传感器，但同样因使用六维力传感器和额外的设备，使成本大大增加，不能有距离引导；而且需要重力补偿、力的转换等环节，实现过程较为繁琐。

专利CN107097233A公开的“一种无力矩传感器的工业机器人拖动示教”通过动力模型和外力估计算法，克服重力和摩擦力，使机器人处于零力控制状态，来便于手动牵引机器人移动。这种方式不增加额外的成本，可实现机器人的自由拖动，但需要很高的权限开发机器人控制器，通用性差。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种易操作、成本低、实用性好、通用性强、可遥控的协作机器人引导示教系统。

本发明的技术方案是：

一种协作机器人引导示教系统，包括机架，所述的机架与机器人底座固定连接，末端执行器与机器人的末端法兰固定相连，三维鼠标的无线接收器与计算机连接，所述计算机与机器人控制系统通过网线连接，所述机器人控制系统与机器人的各个关节电机通过电缆相连接，末端执行器与第一连接件固定相连，所述的第一连接件通过固定件与机器人的末端法兰固连，所述的三维鼠标将操作者施加在三维鼠标帽上的不同大小和方向的力和力矩信号发送给计算机，所述的计算机处理三维鼠标发来的数据并发送给机器人控制系统，从而控制机器人按照操作者的意图进行动作，实现对机器人的引导。

本发明的有益效果在于：本发明的引导示教系统操纵三维鼠标就可以引导机器人动作，不需要专门的知识，门槛低，易操作；利用三维鼠标来代替昂贵的力矩传感器，省去了力矩传感器配套的数据转换等设备，成本大大降低；引导示教结束后三维鼠标可以快速拆卸，不影响复现效果，可以对其他机器人进行示教，且三维鼠标的安装方式可以方便地随末端执行器安装方式而改变，实用性强；实现过程不需要很高的机器人控制权限，适用于大多数关节机器人，通用性强；三维鼠标通过无线方式连接到计算机上，摆脱了线缆的束缚，可以实现对机器人的远距离引导。

附图说明

图1是本发明的一种协作机器人引导示教系统的硬件连接示意图；