值逐渐增大（参见表6)，手臂32 相对于手臂22-直降低。由于伺服电机331的输出扭矩n3使得手臂32相对于手臂22在 竖直面具有向上移动趋势，所以在学习步骤过程中，则以主控器通过驱动器332控制伺服 电机331，使得伺服电机331的输出扭矩n3减小，或改变输出扭矩n3的方向，做到对移动手 臂32的助力。
[0098] 对于关节4、5,主控器记录的编码器433、533的学习输出值不变（参见表7、8)，伺 服电机431、531的输出扭矩n4、n5大小、方向均保持不变。
[0099] b、复位步骤：通过各驱动器使得各伺服电机处于位置或速度模式；各伺服电机动 作，使得机器人回到起始时刻的状态，也就是说，各关节中的两个手臂的相对位置回归到学 习起始时刻的状态。
[0100] c、运行步骤：
[0101] 主控器通过各驱动器控制各关节中的各伺服电机动作；各驱动器驱动各伺服电机 时作为运行起始时刻开始计时，各编码器在运行起始时刻及经过各运行时长时运行输出值 与编码器在学习起始时刻及经过各学习时长时的学习输出值相等。如果学习时长是相应的 运行时长的两倍时，各运行时长与经过各学习时长时的学习输出值的对应表格见表9 - 13。
【主权项】
1. 机器人手执示教方法，所述机器人包括主控器、至少一个关节；所述关节包括两个 手臂、驱动两个手臂相对运动的驱动机构，驱动机构包括伺服电机、与伺服电机电连接以控 制伺服电机的驱动器、编码器；主控器与各驱动器电连接，各编码器的输出接主控器； 所述机器人手执示教方法包括下述步骤： a、 学习步骤： al、通过各驱动器使得各伺服电机处于转矩模式，各伺服电机输出大小不同或相同、方 向不同或相同的输出扭矩；机器人处于静止状态； a2、以外力驱动机器人，使得机器人的至少一个关节中的两个手臂在外力驱动下作相 对运动；外力驱动机器人时作为学习起始时刻开始计时，或外力驱动机器人之前某个时刻 作为学习起始时刻开始计时，主控器记录各编码器在每隔时间t的各学习时刻时的学习输 出值，直到外力停止； b、 复位步骤：通过各驱动器使得各伺服电机处于位置或速度模式； c、 运行步骤： 主控器通过各驱动器控制各伺服电机动作；各驱动器驱动各伺服电机时作为运行起始 时刻开始计时，各编码器在运行起始时刻及每隔时间z的各运行时刻时的运行输出值与编 码器在学习起始时刻及每隔时间t的各学习时刻时的学习输出值相等。2. 如权利要求1所述的机器人手执示教方法，其特征是：时间z是时间t的倍数。3. 机器人手执示教方法，所述机器人包括主控器、至少一个关节；所述关节包括两个 手臂、驱动两个手臂相对运动的驱动机构，驱动机构包括伺服电机、与伺服电机电连接以控 制伺服电机的驱动器、编码器；主控器与各驱动器电连接，各编码器的输出接主控器； 所述机器人手执示教方法包括下述步骤： a、 学习步骤： al、通过各驱动器使得各伺服电机处于转矩模式，各伺服电机输出大小不同或相同、方 向不同或相同的输出扭矩；机器人处于静止状态； a2、以外力驱动机器人，使得机器人的至少一个关节中的两个手臂在外力驱动下作相 对运动；主控器按照下述方法记录各编码器在学习起始时刻及经过各学习时长时的学习输 出值，直到外力停止：外力驱动机器人时作为学习起始时刻开始计时，或外力驱动机器人之 前某个时刻作为学习起始时刻开始计时，主控器记录学习开始时刻的学习输出值，并读取 各编码器在每隔时间t的各学习时刻时的学习输出值；如果后一时刻学习输出值与前一 时刻学习输出值的差值的绝对值大于或等于一个设定值，则主控器记录后一时刻学习输出 值、前后两次记录学习输出值之间的学习时长；所述后一时刻学习输出值即是经过该学习 时长时的学习输出值；如果后一时刻学习输出值与前一时刻学习输出值的差值的绝对值小 于所述设定值，则主控器不记录后一时刻学习输出值； b、 复位步骤：通过各驱动器使得各伺服电机处于位置或速度模式； c、 运行步骤： 主控器通过各驱动器控制各伺服电机动作；各驱动器驱动各伺服电机时作为运行起始 时刻开始计时，各编码器在运行起始时刻及经过各运行时长时的运行输出值与编码器在学 习起始时刻及经过各学习时长时的学习输出值相等。4. 如权利要求1所述的机器人手执示教方法，其特征是：运行时长是学习时长的倍数。5. 如权利要求1 - 4任一所述的机器人手执示教方法，其特征是：在步骤a2进行的同 时，还有下述步骤： dl、主控器把后一次记录的各编码器学习输出值与前一次记录的各编码器学习输出值 进行比较，判断各关节中的一个手臂相对于另一个手臂的运动方向，并以该运动方向为该 关节的正方向； d2、若伺服电机的输出扭矩使得该关节中的一个手臂相对于另一个手臂具有沿所述正 方向运动的趋势，则以主控器通过驱动器控制该伺服电机，使得该伺服电机的输出扭矩增 大；若输出扭矩使得一个手臂相对于另一个手臂具有沿与所述正方向相反的反方向运动的 趋势，则以主控器通过驱动器控制该伺服电机，使得该伺服电机的输出扭矩减小或改变输 出扭矩的方向。6. 如权利要求1 -4任一所述的机器人手执示教方法，其特征是：所述外力指人的臂力。7. 如权利要求1 - 4任一所述的机器人手执示教方法，其特征是：驱动机构还包括减速 器，减速器的输入轴与伺服电机的输出轴相连；减速器壳体和伺服电机的机座固定在一个 关节中一个手臂上，减速器输出轴与该关节中的另一个手臂相连。8. 如权利要求7所述的机器人手执示教方法，其特征是：所述机器人至少包括第一关 节、第二关节两个关节；第一关节中的两个手臂中的一个是固定座，另一个是相对于固定座 运动的第一手臂；第二关节中的两个手臂中的一个是第一手臂，另一个是相对于第一手臂 运动的第二手臂。9. 如权利要求1 - 4任一所述的机器人手执示教方法，其特征是：驱动机构还包括螺母 丝杆机构，螺母固定在关节中一个手臂上，与螺母配合的丝杆与伺服电机输出轴相连；伺服 电机的机座固定在该关节中的另一个手臂上；另一个手臂在平行于丝杆的方向上滑动设置 在螺母或该关节中的一个手臂上。10. 如权利要求1 - 4任一所述的机器人手执示教方法，其特征是：驱动机构还包括齿 轮齿条机构，齿条固定在关节中一个手臂上，与齿条配合的齿轮与伺服电机输出轴相连；伺 服电机的机座固定在该关节中的另一个手臂上；另一个手臂在平行于齿条的方向上滑动设 置在该关节中的一个手臂上。
【专利摘要】本发明提供一种机器人手执示教方法，该方法对于操作者无需编程，示教轨迹可以是任意轨迹，极大的降低了机器人的使用成本。该方法是：在学习步骤，机器人进入转矩模式，用手驱动机器人按照操作者需要的轨迹运动，主控器存贮各学习时刻时的各编码器的学习输出值或者经过各学习时长时的学习输出值。在复位步骤，各伺服电机处于位置或速度模式；在运行步骤，即通过各驱动器控制各伺服电机动作，使得各编码器的运行输出值按照存贮的学习输出值的规律进行变化，或者使得各编码器的经过各运行时长时的运行输出值按照存贮的经过各学习时长时的学习输出值的规律进行变化，这样各关节的动作即与在学习步骤中的各关节动作完全一致。
【IPC分类】B25J9/16
【公开号】CN104959983
【申请号】CN201510274550
【发明人】林中尉
【申请人】南京阿福机器人有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年5月26日