机械臂的触觉示教系统、方法、机械臂、机器人及芯片与流程

本技术属于机械臂，尤其涉及一种机械臂的触觉示教系统、方法、机械臂、机器人及芯片。

背景技术：

1、机械臂示教是指机械臂根据示教人员的示教意图进行运动，同时记录示教过程中机械臂的运动信息(如机械臂末端的位置、姿态等信息)的过程，根据记录的运动信息可使机械臂复现相应的运动。

2、基于六维力传感器的拖动示教是目前常见的示教方式之一，在这种示教方式中，六维力传感器安装于机械臂末端的法兰处，并与末端工具(也称为末端执行器)相连接，示教人员通过拖动末端工具的方式对机械臂进行示教。由于不同的末端工具存在差异性，对于不同的末端工具，即使示教意图相同，该六维力传感器在示教过程中所采集到的末端工具的受力信息也可能不同，为了在更换末端工具后还能正常示教，上述示教方式需要在每次更换机械臂的末端工具时，针对更换后的末端工具对该六维力传感器重新进行标定，这给机械臂的使用过程带来了不便。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种机械臂的触觉示教系统、方法、机械臂、机器人及芯片，可有效简化机械臂的使用过程。

2、本技术第一方面提供一种机械臂的触觉示教系统，包括：

3、设置于机械臂末端的触觉传感器；

4、以及，与所述触觉传感器连接的控制器；

5、所述控制器配置有示教功能，所述示教功能包括：基于所述触觉传感器的感应信号驱动机械臂运动，并记录所述机械臂的运动信息。

6、基于本技术第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述基于所述触觉传感器的感应信号驱动机械臂运动包括：

7、基于所述触觉传感器的感应信号确定运动参数，所述运动参数包括如下信息中的至少一个：运动方向和运动速度；

8、基于所述运动参数驱动机械臂运动。基于本技术第一方面，在第二种可能的实现方式中，所述触觉示教系统配置有至少一种示教模式；

9、所述基于所述触觉传感器的感应信号驱动机械臂运动为：基于所述触觉传感器在示教模式下的感应信号驱动机械臂运动。

10、基于本技术第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述示教模式包括如下至少一种：位置寸动模式和位置连动模式；

11、在所述位置寸动模式下，所述基于所述触觉传感器在示教模式下的感应信号驱动机械臂运动包括：

12、基于所述触觉传感器的感应信号确定位移方向；保持所述机械臂末端的姿态不变，并驱动所述机械臂末端沿实时确定的位移方向移动预设步长；

13、在所述位置连动模式下，所述基于所述触觉传感器在示教模式下的感应信号驱动机械臂运动包括：

14、基于所述触觉传感器的感应信号确定位移方向；保持所述机械臂末端的姿态不变，并驱动所述机械臂末端沿实时确定的位移方向持续移动，直至所述触觉传感器的感应信号小于预设信号值。

15、基于本技术第一方面的第二种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，基于触觉传感器在所述机械臂末端形成两个以上被区分的触觉感应区域。

16、基于本技术第一方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述触觉传感器的数量不小于2，且分布于不同平面上，以形成所述两个以上被区分的触觉感应区域。

17、基于本技术第一方面的第四种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，对同一触觉传感器的触觉感应区域进行划分，以形成两个以上被区分的触觉感应区域。

18、基于本技术第一方面的第四种可能的实现方式，或者本技术第一方面的第五种可能的实现方式，或者本技术第一方面的第六种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述示教模式包括如下至少一种：姿态寸动模式、姿态连动模式和位置姿态连动模式；

19、在所述姿态寸动模式下，所述基于所述触觉传感器在示教模式下的感应信号驱动机械臂运动包括：

20、基于任意两个被区分的触觉感应区域的感应信号，确定旋转方向；保持所述机械臂末端的位置不变，并驱动所述机械臂末端沿实时确定的旋转方向转动预设角度；

21、在所述姿态连动模式下，所述基于所述触觉传感器在示教模式下的感应信号驱动机械臂运动包括：

22、基于任意两个被区分的触觉感应区域的感应信号确定旋转方向；保持所述机械臂末端的位置不变，并驱动所述机械臂末端沿实时确定的旋转方向持续转动，直至任一触觉传感器的感应信号小于预设信号值；

23、在所述位置姿态连动模式下，所述基于所述触觉传感器在示教模式下的感应信号驱动机械臂运动包括：

24、基于任意两个被区分的触觉感应区域的感应信号，确定位移方向和旋转方向；驱动所述机械臂末端沿实时确定的位移方向和旋转方向持续移动和转动，直至任一触觉传感器的感应信号小于预设信号值。

25、基于本技术第一方面的第二种可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，每种示教模式对应一模式切换指令；

26、所述示教功能还包括：基于接收到的模式切换指令，将机械臂的工作模式切换为相应的示教模式。

27、本技术第二方面提供一种机械臂的触觉示教方法，包括：

28、基于触觉传感器的感应信号驱动机械臂运动，所述触觉传感器设置在所述机械臂末端；

29、记录所述机械臂的运动信息。

30、基于本技术第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述基于所述触觉传感器的感应信号驱动机械臂运动包括：

31、基于所述触觉传感器的感应信号确定运动参数，所述运动参数包括如下信息中的至少一个：运动方向和运动速度；

32、基于所述运动参数驱动机械臂运动。

33、基于本技术第二方面，在第二种可能的实现方式中，所述机械臂配置有至少一种示教模式；

34、所述基于触觉传感器的感应信号驱动机械臂运动为：基于所述触觉传感器在示教模式下的感应信号驱动机械臂运动。

35、基于本技术第二方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述示教模式包括如下至少一种：位置寸动模式和位置连动模式；

36、在所述位置寸动模式下，所述基于所述触觉传感器在示教模式下的感应信号驱动机械臂运动包括：

37、基于所述触觉传感器的感应信号确定位移方向；保持所述机械臂末端的姿态不变，并驱动所述机械臂末端沿实时确定的位移方向移动预设步长；

38、在所述位置连动模式下，所述基于所述触觉传感器在示教模式下的感应信号驱动机械臂运动包括：

39、基于所述触觉传感器的感应信号确定位移方向；保持所述机械臂末端的姿态不变，并驱动所述机械臂末端沿实时确定的位移方向持续移动，直至所述触觉传感器的感应信号小于预设信号值。

40、基于本技术第二方面的第二种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，基于触觉传感器在所述机械臂末端形成两个以上被区分的触觉感应区域；

41、所述示教模式包括如下至少一种：姿态寸动模式、姿态连动模式和位置姿态连动模式；

42、在所述姿态寸动模式下，所述基于所述触觉传感器在示教模式下的感应信号驱动机械臂运动包括：

43、基于任意两个被区分的触觉感应区域的感应信号，确定旋转方向；保持所述机械臂末端的位置不变，并驱动所述机械臂末端沿实时确定的旋转方向转动预设角度；

44、在所述姿态连动模式下，所述基于所述触觉传感器在示教模式下的感应信号驱动机械臂运动包括：

45、基于任意两个被区分的触觉感应区域的感应信号确定旋转方向；保持所述机械臂末端的位置不变，并驱动所述机械臂末端沿实时确定的旋转方向持续转动，直至任一触觉传感器的感应信号小于预设信号值；

46、在所述位置姿态连动模式下，所述基于所述触觉传感器在示教模式下的感应信号驱动机械臂运动包括：

47、基于任意两个被区分的触觉感应区域的感应信号，确定位移方向和旋转方向；驱动所述机械臂末端沿实时确定的位移方向和旋转方向持续移动和转动，直至任一触觉传感器的感应信号小于预设信号值。

48、基于本技术第二方面的第二种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，每种示教模式对应一模式切换指令；

49、所述触觉示教方法还包括：

50、基于接收到的模式切换指令，将机械臂的工作模式切换为相应的示教模式。

51、本技术第三方面提供一种机械臂，包括：设置于机械臂末端的触觉传感器、存储器及处理器，所述处理器用于读取并执行存储器中存储的计算机程序，以实现如第二方面或第二方面任一可能的实现方式所述方法的步骤。

52、本技术第四方面提供一种机器人，包括：如第三方面所述的机械臂。

53、本技术第五方面提供一种芯片，包括处理器，所述处理器用于读取并执行存储器中存储的计算机程序，以实现如第二方面或第二方面任一可能的实现方式涉及的步骤。

54、由上可见，本技术中将触觉传感器设置于机械臂末端，并基于触觉传感器的感应信号，驱动机械臂运动，同时记录该机械臂的运动信息，一方面，基于触觉传感器的原理，设置于机械臂末端的触觉传感器是在机械臂末端的表面被接触时产生感应信号，故所产生的感应信号与末端工具弱相关，因此无需在每次更换末端工具后都重新进行标定，简化了机械臂的使用过程；另一方面，触觉传感器相对于六维力传感器有一定的价格优势，相对于传统基于六维力传感器的拖动示教方法，本技术方案可在一定程度上降低机械臂的生产成本。