[发明专利]示教方法及示教装置

权利要求书

1.一种示教方法，其特征在于，包括：定义机械手的安装端的一个已知工具坐标系为固定工具坐标系，在示教装置的与所述机械手连接的固定端定义第一工具坐标系，且所述第一工具坐标系与所述固定工具坐标系重合，在所述示教装置的模拟工作端定义第二工具坐标系；

在所述示教装置沿预设轨迹以预设动作运动过程中，使所述机械手的臂部跟随所述示教装置运动,利用机械手的自身定位系统记录机械手的移动轨迹；

获得所述第二工具坐标系在所述第一工具坐标系下的位姿矩阵，从而获得所述第二工具坐标系在所述固定工具坐标系下的位姿矩阵；

根据所述固定工具坐标系在所述机械手的世界坐标系下的位姿矩阵，通过坐标系转换方法获得所述第二工具坐标系在所述机械手的世界坐标系下的位姿矩阵；

所述获得所述第二工具坐标系在所述第一工具坐标系下的位姿矩阵，从而获得所述第二工具坐标系在所述固定工具坐标系下的位姿矩阵具体包括，

在所述固定端以所述第一工具坐标系的原点为原点定义第三工具坐标系，在所述模拟工作端以所述第二工具坐标系的原点为原点定义第四工具坐标系，

获得所述第三工具坐标系在所述第一工具坐标系下的第一位姿矩阵，获得所述第四工具坐标系在所述第三工具坐标系下的第二位姿矩阵，获得所述第二工具坐标系在所述第四工具坐标系下的第三位姿矩阵，根据所述第一位姿矩阵、所述第二位姿矩阵和所述第三位姿矩阵通过坐标转换方法获得所述第二工具坐标系在所述第一工具坐标系的位姿矩阵；

设置示教装置能够相对机械手的安装端沿第一轴线转动和第二轴线转动，且第一轴线与第二轴线垂直；定义第三工具坐标系的X轴与第一轴线重合，第三工具坐标系的Z轴与第三工具坐标系的原点与第四工具坐标系的原点之间的连线S重合；定义第四工具坐标系的X轴与第三工具坐标系的X轴平行，第四工具坐标系的Y轴与第三工具坐标系的Y轴平行，第四工具坐标系的Z轴与第三工具坐标系的Z轴重合。

2.根据权利要求1所述的示教方法，其特征在于，所述在所述示教装置沿预设轨迹以预设动作运动过程中，使所述机械手的臂部跟随所述示教装置运动，具体包括：

在所述示教装置沿预设轨迹以预设动作运动过程中，测量所述机械手的安装端与所述模拟工作端之间的距离；

当测量的距离值大于设定距离值时，控制所述机械手的臂部向靠近所述模拟工作端的方向移动。

3.根据权利要求1所述的示教方法，其特征在于，在所述示教装置沿预设轨迹以预设动作运动过程中，测量所述第三工具坐标系的X轴相对所述第一工具坐标系的X轴的第一夹角、所述第三工具坐标系的Y轴相对所述第一工具坐标系的Y轴的第二夹角以及所述连线的长度L，根据所述第一夹角、所述第二夹角以及所述长度L得到所述第一位姿矩阵；

根据所述第四工具坐标系与所述第三工具坐标系之间的几何关系得到所述第二位姿矩阵；

测量所述第二工具坐标系的X轴相对所述第四工具坐标系的X轴的第三夹角、所述第二工具坐标系的Y轴相对所述第四工具坐标系的Y轴的第四夹角以及所述第二工具坐标系的Z轴相对所述第四工具坐标系的Z轴的第五夹角，根据所述第三夹角、所述第四夹角、所述第五夹角以及所述长度L获得所述第三位姿矩阵。

4.一种示教装置，用于如权利要求1-3中任一项所述的示教方法，其特征在于，包括：固定部、连接件、模拟工作部、测量组件和跟随元件；所述连接件的一端与所述固定部转动连接，所述连接件的另一端与所述模拟工作部转动连接；以所述连接件与所述固定部转动连接的中心点为原点建立第一工具坐标系，以所述连接件和所述模拟工作部转动连接的中心点为原点建立第二工具坐标系；

所述固定部用于固定在机械手的安装端，所述测量组件和所述跟随元件均用于与机械手的控制器通讯连接；所述测量组件用于测量用来获得所述第二工具坐标系在所述第一工具坐标系下的位姿矩阵所需的参数，所述跟随元件用于测量使机械手的安装端跟随所述模拟工作部运动所需的参数。

5.根据权利要求4所述的示教装置，其特征在于，所述连接件设置成可伸缩结构；所述跟随元件为距离测量元件，所述距离测量元件，用于测量所述机械手的安装端与所述模拟工作部之间的距离；

当测量的距离值大于设定距离值时，控制机械手的臂部向靠近所述模拟工作部的方向移动。