位置并建立虚拟的基坐标系。操作者通过人机交互系统获得机器人的基准位置，并通过一定视觉刺激是操作者大脑产生关于机器人运动的轨迹规划的脑电信号。脑电信号系统负责采集这些信号，并从中分析和提取有用的信号传递给工作站。工作站将这些信号转换成安装在工业机器人上的电机的控制信号，控制其完成规定的示教任务，通过传感器单元实时反馈给工作站。
[0020]由图1所示，使用上述工业机器人系统，视觉系统负责采集当前机器人和目标工件的位置坐标信息，并自动设定机器人运动的基坐标系，然后在人机交互系统中呈现出机器人和目标工件的虚拟坐标信息。人机交互系统将这些虚拟的坐标信息通过一定的视觉刺激传递给操作者，使操作者大脑中产生一些脑电信号，主要为多个关于机器人完成指定任务所需要的路径信息。脑电信号系统首先采集操作者的脑电信号并进行放大处理，然后对这些信号进行分析提取，最后将有用信息传递给工作站中。工作站将这些有用信息转换为电机控制信号并传递给电机控制系统使机器人完成指定的动作。机器人上的传感器将机器人实际运动信息反馈给工作站中，然后再对机器人运动位置进行快速修正。同时，通过传感器单元将机器人的运动信息传递给人机交互系统，改变虚拟界面中机器人的运动状态，对操作者进行第二轮视觉刺激。
[0021]如图2所示，本发明提供的三自由度工业并联机器人，主要包括:1.上六边形定平台，2.下六边形定平台，3.摇臂，4.动平台，5.连接杆，6.伺服电机，7.电机支架，8.圆柱形连接块，9.光电传感器，10.旋转球头。该并联机器人主体支架为两块等规格大小6_厚的六边形铝板定平台，上下两块铝板定平台通过三个圆柱形连接块和三块电机支架用螺栓进行连接，每块铝板定平台上都设计有若干个通孔，用来将机器人和外置架子进行连接，以及安装小型的摄像头。下六边形定平台上设计有Imm深的矩形槽用来固定电机支架，伺服电机利用螺栓固定在电机支架上。摇臂通过一端的法兰盘固定在伺服电机上，摇臂另一端上有3mm的螺纹孔，用来连接两个连接杆。连接杆两端都安装有M3旋转球头，并通过两端的旋转球头连接摇臂和动平台。动平台通过六个连接杆始终与机器人下六边形定平台保持平行，动平台上面可以安装吸盘、焊枪等加工工具。三块光电传感器通过螺纹连接固定在下六边形定平台上，用来检测运动过程中摇臂是否回归零点位置。
[0022] 二、工业机器人示教工作流程阶段一:视觉系统信息采集
视觉系统采集当前机器人和目标工件的位置信息，设定机器人运动基坐标系统，并建立机器人和目标工件的虚拟的坐标系系统。
[0023]阶段二:人机交互系统给予操作者视觉刺激
人机交互系统将上个阶段虚拟坐标系系统呈现给操作者，并通过一定的视觉刺激，刺激操作者大脑产生一些脑电信号，该信号主要包含多个工业机器人完成轨迹任务的点源信息。
[0024]阶段三:脑电信号处理
脑电信号系统采集上述的脑电信号，并对其进行有用信号的分析和提取，最后将其传递给工作站。
[0025]阶段四:工业机器人执行运动
工作站将脑电信号转换为电机的控制信号，控制工业机器人执行运动。
[0026]阶段五:机器人位置信息反馈
安装在工业机器人上的传感器将机器人的实际运动信息反馈给工作站，工作站机器人位置进行快速修正。同时，传感器单元将机器人位置信息传递给人机交互界面，改变虚拟界面中机器人位置，对操作者进行第二轮视觉刺激。
【主权项】
1.一种基于脑电信号控制的工业机器人系统及示教方法，其特征在于包括视觉系统、人机交互系统、脑电信号系统、工作站、电机控制系统、工业机器人和一些相关传感器等；视觉系统用来采集工业机器人当前的位置信息并建立虚拟的空间基坐标系；人机交互系统将虚拟的机器人空间坐标系呈现给操作者并刺激其大脑产生脑电信号；脑电信号系统负责采集操作者的脑电信号，并进行信号的提取和分析工作站将脑电信号转换成电机的控制信号控制机器人进行运动，安装在机器人上的传感器实时采集机器人的运动信息并反馈给工作站。2.权利要求1所述的系统，其特征在于，建出一个视觉采集-视觉刺激-人体大脑-脑电信号处理-计算机信息处理与控制-驱动单元-机器人运动-大脑这样一种闭环控制系统；操作者可以用自己脑电信号控制工业机器人完成前期的示教任务，在减缓自身劳动强度的同时，提高工业机器人示教过程中的精度。3.权利要求1所述的系统，其特征在于，提供的一种三自由度工业并联机器人，主要包括:上六边形定平台，下六边形定平台，摇臂，动平台，连接杆，伺服电机，电机支架，圆柱形连接块，光电传感器和旋转球头；所述并联机器人主体支架为两块等规格大小6_厚的六边形铝板定平台，上下两块铝板定平台通过三个圆柱形连接块和三块电机支架用螺栓进行连接，每块铝板定平台上都设计有若干个通孔，用来将机器人和外置架子进行连接，以及安装小型的摄像头。4.所述下六边形定平台上设计有Imm深的矩形槽用来固定电机支架，伺服电机利用螺栓固定在电机支架上；所述摇臂通过一端的法兰盘固定在伺服电机上，摇臂另一端上有3mm的螺纹孔，用来连接两个连接杆；所述连接杆两端都安装有M3旋转球头，并通过两端的旋转球头连接摇臂和动平台；所述动平台通过六个连接杆始终与机器人下六边形定平台保持平行，动平台上面可以安装吸盘、焊枪等加工工具；所述三块光电传感器通过螺纹连接固定在下六边形定平台上，用来检测运动过程中摇臂是否回归零点位置。5.权利要求3所述的机器人，其特征在于，所述工业并联机器人材料主要选择铝合金、铜、碳和尼龙等轻型材料。6.三个同型号的伺服电机安装在下六边形定平台上，每个伺服电机通过法兰盘带动一个摇臂进行转动；每个摇臂通过两个连接杆带动动平台执行延X轴、Y轴和Z轴三个轴的直线运动。7.通过一定的控制算法可以使安装在动平台上的加工工具完成一些复杂的任务。
【专利摘要】<b>一种基于脑电信号控制的工业机器人系统及示教方法，</b>包括视觉系统、人机交互系统、脑电信号系统、工作站、电机控制系统、工业机器人和一些相关传感器等。该系统通过视觉系统采集技术，刺激操作大脑产生关于工业机器人运动的轨迹脑电信号，并用该脑电信号控制工业机器人完成前期的示教任务，并通过传感器技术实时反馈机器人的运动信息。该系统将生物电信号控制融入于工业机器人示教过程，使在该过程中不仅提高了示教精度，而且大大减缓了操作者的体力劳动，让工业机器人系统更具人性化。
【IPC分类】B25J9/00, B25J13/08
【公开号】CN105082159
【申请号】CN201510515937
【发明人】齐飞, 罗超, 张帆
【申请人】天津超众机器人科技有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年8月21日