配置临摹功能的机器人系统、方法、机械臂和存储介质技术方案

本申请提出一种配置临摹功能的机器人系统、方法、机械臂和存储介质。其中，机器人系统包括：机器人和书写轨迹采集装置；书写轨迹采集装置包括图像采集部和书写示教笔；机器人包括至少四个关节、书写装置、以及驱动控制部，驱动控制部配置有书法临摹功能；书法临摹功能包括：获取书写示教笔的书写示教轨迹；将书写示教轨迹转换为书写复现轨迹；根据书写复现轨迹生成机器人运动控制指令并驱动机器人运动，从而带动书写装置运动复现书写示教轨迹。本申请的机器人系统能够适应各种应用场景，尤其是像书法、绘画、死角位置的焊接等等场景具有显著的优势，降低了机器人临摹功能的局限性。降低了机器人临摹功能的局限性。降低了机器人临摹功能的局限性。

【技术实现步骤摘要】
配置临摹功能的机器人系统、方法、机械臂和存储介质


[0001]本专利技术涉及机器人控制
，尤其是涉及一种配置临摹功能的机器人系统、方法、机械臂和存储介质。

技术介绍

[0002]目前的机器人示教的方案有编程方法、直接拖动和遥控进行示教这几种，当这些方法应用在一些特殊的场景下，比如书法示教、绘画示教等非常规的、最好由人手动示教并对灵活度有较高的要求的场景时，编程示教方法门槛太高，而直接拖动机械臂示教和遥控示教都很难准确顺畅地完成示教过程，这就造成了现有的机器人在临摹功能的应用上的局限性。

技术实现思路

[0003]本申请提供了配置临摹功能的机器人系统，以解决现有的机器人的临摹功能应用较局限的问题。
[0004]具体地，本专利技术提出一种配置临摹功能的机器人系统，该机器人系统包括：机器人和书写轨迹采集装置，机器人和书写轨迹采集装置通信连接；
[0005]机器人包括至少四个关节、设置于末端关节的书写装置、以及用于控制各关节运动的驱动控制部，驱动控制部配置有书法临摹功能；
[0006]书写轨迹采集装置包括图像采集部和书写示教笔，图像采集部能够采集书写示教笔的书写示教轨迹；
[0007]其中，书法临摹功能包括：
[0008]获取书写示教笔的书写示教轨迹；
[0009]将书写示教轨迹转换为书写复现轨迹；
[0010]根据书写复现轨迹生成机器人运动控制指令并驱动机器人运动，从而带动书写装置运动复现书写示教轨迹。
[0011]其中，书写示教轨迹包括若干个连续的示教轨迹点，示教轨迹点具有位置坐标以及与位置坐标对应的姿态角度。
[0012]其中，将书写示教轨迹转换为书写复现轨迹，包括：
[0013]确定书写示教轨迹与书写复现轨迹的坐标转换关系；
[0014]根据坐标转换关系，将书写示教轨迹中的每个示教轨迹点的位置坐标和姿态角度，转换为若干个复现轨迹点的复现位置坐标和复现姿态角度；
[0015]将若干个复现轨迹点拟合生成书写复现轨迹。
[0016]其中，将若干个复现轨迹点拟合生成书写复现轨迹包括：
[0017]对若干个复现轨迹点进行滤波降噪处理；
[0018]采用分段三次样条曲线对降噪后的若干个复现轨迹点进行拟合，得到二阶连续的书写复现轨迹。其中，书法临摹功能还包括：
[0019]根据机器人的运动控制周期及图像采集部的采集频率计算插补频率，
[0020]根据插补频率对书写示教轨迹中示教轨迹点进行插补；
[0021]或，
[0022]根据机器人的运动控制周期及图像采集部的采集频率计算插补频率，
[0023]根据插补频率对书写复现轨迹中的复现轨迹点进行插补。
[0024]本申请还提出一种机器人临摹方法，该方法包括：
[0025]获取书写示教轨迹；
[0026]将书写示教轨迹转换为书写复现轨迹；
[0027]根据书写复现轨迹生成机器人运动控制指令，机器人运动控制指令能够控制机器人末端带动书写装置复现书写示教轨迹。
[0028]其中，书写示教轨迹包括若干个连续的示教轨迹点，示教轨迹点包括位置坐标以及与位置坐标对应的姿态角度。
[0029]其中，将书写示教轨迹转换为书写复现轨迹，包括：
[0030]确定书写示教轨迹与书写复现轨迹的坐标转换关系；
[0031]根据坐标转换关系，将书写示教轨迹中的每个示教轨迹点的位置坐标和姿态角度，转换为若干个复现轨迹点的复现位置坐标和复现姿态角度；
[0032]将若干个复现轨迹点拟合生成书写复现轨迹。
[0033]其中，将若干个复现轨迹点拟合生成书写复现轨迹包括：
[0034]对若干个复现轨迹点进行滤波降噪处理；
[0035]采用分段三次样条曲线对降噪后的若干个复现轨迹点进行拟合，得到二阶连续的书写复现轨迹。其中，机器人临摹方法还包括：
[0036]根据机器人的运动控制周期及图像采集部的采集频率计算插补频率，
[0037]根据插补频率对书写示教轨迹中示教轨迹点进行插补；
[0038]或
[0039]根据机器人的运动控制周期及图像采集部的采集频率计算插补频率，
[0040]根据插补频率对书写复现轨迹中的复现轨迹点进行插补。
[0041]本申请还提出一种机械臂，该机械臂包括：至少四个关节、设置于末端关节的书写装置、以及用于控制各关节运动的驱动控制部，机械臂能够执行前述机器人临摹方法。
[0042]本申请还提出一种存储介质，存储介质存储有计算机可读指令，该计算机可读指令被处理器执行时使得处理器执行前述的机器人临摹方法。
[0043]本申请的配置临摹功能的机器人系统中，书写示教笔独立于机器人，不受机械臂约束，也非常容易操作；机器人获取由图像采集部采集的书写示教轨迹之后，根据该书写示教轨迹转换为书写复现轨迹，再根据该书写复现轨迹就能生成用于驱动各关节运动以使设置于末端关节的书写装置能够复现书写示教轨迹的运动控制指令。该过程中，只需要操作员简单的执笔示教，其动作不会受到机械臂的限制，因而能够非常便捷且灵活流畅地完成示教动作，同时机器人同样能够复现示教轨迹，这就使得本配置有临摹功能的机器人系统能够适应各种应用场景，尤其是像书法、绘画、死角位置的焊接等等场景具有显著的优势，降低了机器人临摹功能的局限性。
附图说明
[0044]图1是本专利技术一实施例中的配置临摹功能的机器人系统的结构示意图；
[0045]图2是本专利技术一实施例中的配置临摹功能的机器人系统的功能模块示意图；
[0046]图3是本专利技术一实施例中的书写示教笔的结构示意图；
[0047]图4是本专利技术一实施例中的机器人临摹方法的流程示意图；
[0048]图5是图4中步骤S200的详细流程图；
[0049]图6是本专利技术一实施例中的机器人临摹方法的流程示意图。
[0050]附图标记：
[0051]书写示教笔100，笔杆101，标记球102，连接杆103，笔尖104，图像采集部200，驱动控制部300，处理器301，关节驱动器302，伺服电机303，书写装置400，机械人关节500，示教平台600。
具体实施方式
[0052]需要说明的是，在结构或功能不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面根据实例来详细说明本专利技术。
[0053]参阅图1，图1是本专利技术一实施例中的配置临摹功能的机器人系统示意图，在本实施中，该配置临摹功能的机器人系统包括：机器人和书写轨迹采集装置，机器人和书写轨迹采集装置通信连接；
[0054]机器人包括至少四个关节500、设置于末端关节500的书写装置400、以及用于控制各关节500运动的驱动控制部300，驱动控制部300配置有书法临摹功能；
[0055]书写轨迹采集装置包括图像采集部200和书写示教笔100，图像采集部200能够采集书写本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种配置临摹功能的机器人系统，其特征在于，包括：机器人和书写轨迹采集装置，所述机器人和所述书写轨迹采集装置通信连接；所述机器人包括至少四个关节、设置于末端关节的书写装置、以及用于控制各所述关节运动的驱动控制部，所述驱动控制部配置有书法临摹功能；所述书写轨迹采集装置包括图像采集部和书写示教笔，所述图像采集部能够采集所述书写示教笔的书写示教轨迹；所述书法临摹功能包括：获取所述书写示教笔的书写示教轨迹；将所述书写示教轨迹转换为书写复现轨迹；根据所述书写复现轨迹生成机器人运动控制指令并驱动所述机器人运动，从而带动所述书写装置运动复现所述书写示教轨迹。2.根据权利要求1所述的配置临摹功能的机器人系统，其特征在于，所述书写示教轨迹包括若干个连续的示教轨迹点，所述示教轨迹点具有位置坐标以及与所述位置坐标对应的姿态角度。3.根据权利要求2所述的配置临摹功能的机器人系统，其特征在于，所述将所述书写示教轨迹转换为书写复现轨迹，包括：确定所述书写示教轨迹与所述书写复现轨迹的坐标转换关系；根据所述坐标转换关系，将所述书写示教轨迹中的每个所述示教轨迹点的所述位置坐标和所述姿态角度，转换为若干个所述复现轨迹点的复现位置坐标和复现姿态角度；将若干个所述复现轨迹点拟合生成所述书写复现轨迹。4.根据权利要求3所述的配置临摹功能的机器人系统，其特征在于，所述将若干个所述复现轨迹点拟合生成所述书写复现轨迹包括：对若干个所述复现轨迹点进行滤波降噪处理；采用分段三次样条曲线对降噪后的若干个所述复现轨迹点进行拟合，得到二阶连续的书写复现轨迹。5.根据权利要求2所述的配置临摹功能的机器人系统，其特征在于，所述书法临摹功能还包括：根据所述机器人的运动控制周期及所述图像采集部的采集频率计算插补频率，根据所述插补频率对所述书写示教轨迹中所述示教轨迹点进行插补；或，根据所述机器人的运动控制周期及所述图像采集部的采集频率计算插补频率，根据所述插补频率对所述书写复现轨迹中的所述复现轨迹点进...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡同彪，郎需林，林炯辉，刘主福，刘培超，
申请(专利权)人：深圳市越疆科技有限公司，
类型：发明
国别省市：