[发明专利]基于光靶标的手持示教装置及其示教方法

说明书

本发明公开了基于光靶标的手持示教装置及其示教方法，包括由外壳构成的柄身和倾斜安装在柄身前端的位姿测量杆件，柄身包括后半部分的手握持部分以及设在前半部分顶部的特征识别区域和显示屏，特征识别区域上设有六个光斑点。示教方法包括以下步骤：1、使特征识别区域置于相机的有效视场范围内；2、将位姿测量杆件末端依次放置到示教点上，按下信号触发键，发送信号给相机拍摄图像；3、将拍摄的六光斑图像信息传输给上位机进行数据处理，进行各坐标系位姿转换；4、待所有示教点完成后，将所有示教点的位姿信息传输给机器人控制模块；5、控制机器人复现示教点位姿。本发明解决了传统示教方法时间长且过程繁琐的问题。

技术领域

本发明涉及视觉技术领域，具体涉及一种机器人示教装置。

背景技术

如今，工业机器人已经在机械加工、喷涂、装配、焊接、搬运等领域得到越来越广泛的应用，工业机器人在实际运动之前需要经过示教，常采用的方式是通过示教器来进行示教，示教器用于操作或者调试工业机器人，通过人工输入的指令或数据等，从而实现对机器人系统的控制。这种示教方法需要先控制机器人的末端机械臂到达指定位置，再控制机器人进行姿态变化，过程非常耗时耗力，需要不断反复地变换机器人的位置和姿态才能到达末端所需要的位姿，需要耗费操作人员大量的时间，降低了工作效率，因此需要一种更为简单快速的机器人示教装置和方法。

发明内容

本发明的目的在于克服传统的工业机器人示教方法过程繁琐、示教时间过长的缺陷，提供了一种基于光靶标的手持示教装置及其示教方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

基于光靶标的手持示教装置，其包括由外壳构成的柄身和倾斜安装在所述柄身前端的位姿测量杆件，所述柄身包括后半部分的手握持部分以及设在前半部分顶部的特征识别区域和显示屏，所述特征识别区域上设有六个光斑点；

所述柄身的侧面设有电源开关按钮、跟踪模式的开关按键、用于在所述显示屏上往前和往后翻页的前翻按键和后翻按键、功能选择按键，所述功能选择按键用于对起弧、收弧、结束示教、开始激光跟踪的功能进行切换；

所述柄身的下方设有信号触发键以及与所述信号触发键相配合的天线，所述天线与外部的相机进行信息交互，所述位姿测量杆件通过螺丝可转动地连接在所述柄身前端。

所述六个光斑点的分布整体呈十字的形状，在纵向上排列有四个光斑点，在横向上排列有三个光斑点，排在纵向上的各光斑点的间距不等同，且纵向上的各光斑点间距与横向上的各光斑点间距也不等同。

所述柄身在手握持部分的末端设有USB口。

使用上述基于光靶标的手持示教装置进行示教的方法，其包括以下步骤：

步骤1、将所述手持示教装置放置在相机的下方，并且使所述特征识别区域置于所述相机的有效视场范围内；

步骤2、打开手持示教装置的电源开关按钮，选择“起弧”，然后通过前翻按键和后翻按键选择对应的焊接轨迹模式，将所述位姿测量杆件的末端依次放置到规划路径上的每个设定的示教点上，每放置到一个示教点上，即按下一次柄身的信号触发键，每次点亮光斑点的同时发送信号给所述相机，控制所述相机拍摄完整清晰的六光斑图像；

步骤3、所述相机将拍摄得到的六光斑图像信息传输给上位机进行数据处理，根据各坐标系之间的位姿变换关系，转换为该示教点在机器人基坐标系下的位姿信息；

步骤4、所述上位机将上述示教点的位姿信息进行保存，待所有的示教点完成后，按下柄身的按键选择“收弧”结束示教，上位机将所有示教点在机器人基坐标系下的位姿信息传输给机器人控制模块；

步骤5、所述机器人控制模块根据得到的位姿信息，控制机器人末端夹持工具复现所有示教点的位姿，完成规划的焊接轨迹。、