一种基于AR技术的工业机器人及其人机交互方法技术

本发明专利技术涉及一种基于AR技术的工业机器人及其人机交互方法，包括：地轨以及配合连接在地轨上的至少一个平台，滑动机构底部设置有第一铰接件，第一铰接件配合连接有第一机臂，第一机臂一端通过第二铰接件配合连接有第二机臂，第二机臂端部设置有操作机构，第一机臂与第二机臂位于不同平面转动；第一机臂与第二机臂上均设置有传感器，传感器用于检测第一机臂与第二机臂动作信息；通过AR头盔进行虚拟空间与机器人操作空间信号互连，能够实现复杂环境下，人不需要进入现场，也可以通过人体肢体动作，进行控制工业机器人实现对应的动作，并能够在人机交互虚拟界面实现工业机器人的自检与实时工作场景的实时传输。与实时工作场景的实时传输。与实时工作场景的实时传输。

【技术实现步骤摘要】
一种基于AR技术的工业机器人及其人机交互方法


[0001]本专利技术涉及工业领域、机器人领域、AR增强现实领域或人机交互领域，尤其涉及一种基于AR技术的工业机器人及其人机交互方法。

技术介绍

[0002]增强现实(AR)，也被称之为混合现实。它通过电脑技术，将虚拟的信息应用到真实世界，真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。增强现实提供了在一般情况下，不同于人类可以感知的信息。它不仅展现了真实世界的信息,而且将虚拟的信息同时显示出来，两种信息相互补充、叠加，而且由于其具有能够对真实环境进行增强显示输出的特性，在医疗研究与解剖训练、精密仪器制造和维修、军用飞机导航、工程设计和远程机器人控制等领域，具有比VR技术更加明显的优势，工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器，它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动，工业机器人在工业生产中能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业，例如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工和简单装配等工序上，以及在原子能工业等部门中，完成对人体有害物料的搬运或工艺操作，在发达国家中，工业机器人自动化生产线成套设备已成为自动化装备的主流及未来的发展方向。国外汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业已经大量使用工业机器人自动化生产线，以保证产品质量，提高生产效率，同时避免了大量的工伤事故，工业机器人长期处于恶劣的工业环境下运作，且在工作过程中需要较高的精度，通过工业机器人与增强显示技术结合，进行人机交互，能够实现复杂环境下，人不需要进入现场，也可以通过人体肢体动作，进行控制工业机器人实现对应的动作，并能够在人机交互虚拟界面实现工业机器人的自检与实时工作场景的传输。

技术实现思路

[0003]本专利技术克服了现有技术的不足，提供一种基于AR技术的工业机器人及其人机交互方法。
[0004]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为： 一种基于AR技术的工业机器人，包括：地轨以及配合连接在地轨上的至少一个平台，所述平台顶部设置有立架，所述立架顶部固定连接有横架，所述横架下侧配合连接有至少一个滑动机构，所述滑动机构底部设置有第一铰接件，所述第一铰接件配合连接有第一机臂，所述第一机臂一端通过第二铰接件配合连接有第二机臂，所述第二机臂端部设置有操作机构，所述第一机臂与所述第二机臂位于不同平面转动；所述第一机臂与所述第二机臂上均设置有传感器，所述传感器用于检测所述第一机臂与所述第二机臂动作信息；所述第二机臂端部设置有卡接机构，所述卡接机构端部配合连接有操作头，所述操作
头一侧配合连接有摄像机构。
[0005]本专利技术一个较佳实施例中，还包括AR头盔，所述AR头盔上设置有显示器，所述显示器与所述摄像机构电性连接，所述显示器能够接收所述摄像机构实时拍摄的画面。
[0006]本专利技术一个较佳实施例中，所述第一机臂与所述第二机臂联动配合。
[0007]本专利技术一个较佳实施例中，所述操作机构能够旋转。
[0008]本专利技术一个较佳实施例中，所述平台为双层结构，所述平台上设置有至少一个主机，所述主机上方设置有控制机构。
[0009]本专利技术一个较佳实施例中，所述地轨一侧设置有线槽，所述线槽内部设置有控制线，所述控制线电性连接有电机，所述电机控制所述平台沿所述地轨滑动。
[0010]本专利技术一个较佳实施例中，所述操作头为可拆卸结构。
[0011]为达到上述目的，本专利技术采用的另一种技术方案为：一种人机交互方法，应用于一种基于AR技术的工业机器人，包括如下步骤：建立AR虚拟空间，生成虚拟人物体态参数，提取特征值，生成空间模型；通过空间模型对AR虚拟空间内的虚拟人物进行位置标定，得到虚拟人物位置信息；建立工业机器人操作空间，获取工业机器人初始位姿信息，生成标志点位置信息；将虚拟人物位置信息与标志点位置信息进行比较，得到偏差率；判断所述偏差率是否大于预定阈值；若大于，则生成补偿信息，通过补偿信息对工业机器人位姿进行误差补偿。
[0012]本专利技术一个较佳实施例中，获取人体姿态信息，提取标志点特征值，建立三维交互模式；通过三维交互模式实现人体姿态信息与虚拟人物姿态信息动态交互，生成交互信息；根据交互信息控制工业机器人按照预定方式动作，生成动作信息；采集工业机器人光学信息，并将动作信息进行二维投影，生成图像信息；将图像信息输出至AR虚拟空间。
[0013]本专利技术一个较佳实施例中，所述人体姿态信息包括人手指向信息、人手蜷缩信息、手臂弯曲信息、手臂伸展信息、手臂摆动信息，手掌朝向信息、手掌平面信息、指尖摆动信息中的一种或两种以上的组合。
[0014]本专利技术解决了
技术介绍
中存在的缺陷，本专利技术具备以下有益效果：（1）通过第一机臂与所述第二机臂位于不同平面转动，实现工业机器人广角动作，能够实现工业机器人的智能化操作，并适用于多种工作场景。
[0015]（2）通过AR头盔进行虚拟空间与机器人操作空间信号互连，并对人体区域监测跟踪、特征提取并根据指尖、手指指向或手掌平面等手势建立三维交互模式，从而将从真实世界提取的人体信息对齐到虚拟世界，并实现人体操作控制工业机器人实现动作交互。
[0016]（3）通过人机交互，能够实现复杂环境下，人不需要进入现场，也可以通过人体肢体动作，进行控制工业机器人实现对应的动作，并能够在人机交互虚拟界面实现工业机器人的自检与实时工作场景的实时传输。
附图说明
[0017]图1示出了本专利技术工业机器人局部立体结构示意图；
图2示出了工业机器人另一角度示意图；图3示出了第一机臂与第二机臂连接结构示意图；图4示出了操作机构结构示意图；图5示出了电机位置结构示意图；图6示出了平台结构示意图；图7示出了人机交互方法流程图；图8示出了通过三维交互模式生成交互信息方法流程图。
[0018]图中：1、横架，2、滑动机构，3、第一铰接件，4、第一机臂，5、第二铰接件，6、操作机构，7、第二机臂，8、控制机构，9、平台，10、主机，11、控制线，12、线槽，13、地轨，14、立架，15、筋，16、摄像机构，17、操作头，18、卡接机构，19、电机。
具体实施方式
[0019]为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0021]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于AR技术的工业机器人，包括：地轨以及配合连接在地轨上的至少一个平台，其特征在于，所述平台顶部设置有立架，所述立架顶部固定连接有横架，所述横架下侧配合连接有至少一个滑动机构，所述滑动机构底部设置有第一铰接件，所述第一铰接件配合连接有第一机臂，所述第一机臂一端通过第二铰接件配合连接有第二机臂，所述第二机臂端部设置有操作机构，所述第一机臂与所述第二机臂位于不同平面转动；所述第一机臂与所述第二机臂上均设置有传感器，所述传感器用于检测所述第一机臂与所述第二机臂动作信息；所述第二机臂端部设置有卡接机构，所述卡接机构端部配合连接有操作头，所述操作头一侧配合连接有摄像机构。2.根据权利要求1所述的一种基于AR技术的工业机器人，其特征在于，还包括AR头盔，所述AR头盔上设置有显示器，所述显示器与所述摄像机构电性连接，所述显示器能够接收所述摄像机构实时拍摄的画面。3.根据权利要求1所述的一种基于AR技术的工业机器人，其特征在于，所述第一机臂与所述第二机臂联动配合。4.根据权利要求1所述的一种基于AR技术的工业机器人，其特征在于，所述操作机构能够旋转。5.根据权利要求3所述的一种基于AR技术的工业机器人，其特征在于，所述平台为双层结构，所述平台上设置有至少一个主机，所述主机上方设置有控制机构。6.根据权利要求5所述的一种基于AR技术的工业机器人，其特征在于，所述地轨一侧设置有线槽，所述线槽内部设置有控制线，...

【专利技术属性】
技术研发人员：奚卫彬，
申请(专利权)人：佛山冠博机械科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：