

傳統(tǒng)的機器人示教技術大致分為示教器示教和離線示教,需要操作者熟悉機器人的相關專業(yè)知識,且操作繁瑣,門檻較高。隨著以人機共融為目的的協(xié)作機器人的發(fā)展,引導示教技術已經(jīng)成為協(xié)作機器人示教的主要方式。目前的引導示教主要有三種,一是基于機器人末端安裝多維力/矩傳感器的引導示教,成本較高,且只能拖動機器人末端;二是基于關節(jié)傳感器(力矩傳感器或雙編碼器)的引導示教,雖能拖動關節(jié),但因關節(jié)傳感器的存在,使關節(jié)結構復雜,成本提高;三是基于關節(jié)力矩補償零力控制的無傳感器引導示教,成本最低,但難度較大,尤其是精確動力學模型的獲取和摩擦的補償。
那么能否找到一種成本低、難度小,既能實現(xiàn)機器人關節(jié)拖動,又能實現(xiàn)機器人末端拖動的示教方式呢?答案是肯定的,那就是基于無線空間鼠標的機器人引導示教技術。該方案主要是通過無線空間鼠標采集操作者的引導意圖,并將鼠標信息發(fā)送給機器人控制系統(tǒng),采用基于速度輸入和位置控制模式的控制策略(如圖1所示),實現(xiàn)機器人拖動引導。

圖1 拖動控制策略
基于無線空間鼠標的機器人引導示教流程(如圖2所示)。

圖2 拖動示教流程
通過該種方式,既能實現(xiàn)機器人關節(jié)坐標系下關節(jié)、多關節(jié)拖動,也能夠實現(xiàn)基坐標系下單自由度、多自由度、位置保持、姿態(tài)保持拖動,如視頻所示。拖動的鼠標可以隨意放置,既可以放置到機器人上,也可以放置到桌面上,甚至還可以雙手持鼠標操作。該種方式既可以點位拖動,也可以軌跡拖動,適應性強,可以應用到多種場合。

