用于机器人重载装配和搬运作业的位姿调整系统

摘要

一种用于机器人重载装配和搬运作业的位姿调整系统，包括数个手动操纵器和一个控制器，其中手动操纵器直接安放于被操纵工件表面的不同位置，通过有线或者无线方式与控制器相连接。操作者可直接推拉手动操纵器的操纵手柄，产生操纵信号。由控制器对信号进行处理运算，根据操作者意图产生控制指令，令机器人把持被操纵工件做相应的动作，实现其位置姿态的调整。其效果相当于在平衡状态下操作者直接推拉工件局部部位。系统特别适合于多人同时专注控制多个关键部位的位置姿态，实现大型工件的装配或者搬运。

主权项

一种用于机器人重载装配和搬运作业的位姿调整系统，其特征在于：包括数个可直接安放于被操纵工件表面的不同位置的手动操纵器和一个控制器；所述的手动操纵器，通过有线电缆或者无线发送模块与控制器相连；所述的控制器，是一个嵌入式计算机系统，接收手动操纵器发出的信息，其计算机程序对传感器信息进行处理和运算，生成手动控制指令，通过网络接口发送到机器人控制器，控制机器人实现相应的动作；所述的手动操纵器包括表面吸附装置、操纵手柄、三维力传感器、方位指示器、传感器信号处理模块，其中：所述的表面吸附装置，可用不同方式将操纵器固定于工件表面，其中，对于钢铁制工件，采用磁力吸盘吸附；对于表面光洁的工件，采用真空吸盘吸附；对于除钢铁或表面光洁的材质外的工件，采用双面胶固定；所述的操纵手柄，固定于吸附装置所构成的基底之上，由参与配合装配的人握持，并施加一定的操纵力，经力传感器转变为操纵信号，该操纵信号送往控制器，用以控制机器人动作，从而对工件进行位姿调整；所述的三维力传感器，安装于操纵手柄根部，检测手柄所受的操纵力在各个方向的分力，从而获得操纵力的大小和方向；所述的方位指示器，安装于操纵器外壳上，由两个电位器指示旋钮构成，由操作者拨动旋转旋钮，设定该手动操纵器相对于机器人工具坐标的位置，其中一个旋钮指向机器人工具坐标的中心，用来指示手动操纵器与机器人工具坐标中心的相对方位；另一个旋钮指向表盘上相应的刻度，用来指示手动操纵器与机器人工具坐标中心的距离；所述的传感器信号处理模块，是一个单片机系统，包括微处理器，A/D转换子模块和通信子模块，其中所述的A/D转换子模块用于读取三维力传感器和两组指示旋钮电位计的信号，将之转换为数字量，其中所述的通信子模块用于和控制器之间的通信，将数字信号传送至控制器，采用无线收发模块或者采用有线电缆连接的方式。