无线控制的六自由度机械臂示教系统
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2024-10-17 08:46:03
本发明要克服现有技术的上述缺点,提出一种六自由度机械臂示教系统。首先该系统具有人性化的操作界面,让不同的用户都能够方便地进行示教过程的各种操作和设置,并显示各种数据和参数供用户直观跟踪整个示教过程;其次该系统使用了WiFi无线通信方式,实现了无线控制,建立连接方便,数据的传输高效稳定,没有了数据线的限制,工作空间得以扩展;再次该系统引入了笛卡尔轨迹规划算法,使得最终的示教轨迹更加平滑,末端执行器速度变化更加均匀;最后该系统可以生成控制工作机械臂执行示教轨迹的代码文件,一次示教即可供多台工作机械臂无限次执行该示教作业。
无线控制的六自由度机械臂示教系统,PC端APP安装在用户的Windows电脑上,PC端APP包括依次连接的交互界面模块、APP主控模块、轨迹优化模块、控制文件生成模块,控制文件生成模块通过文件传输协议FTP将控制代码文件下载到一个或多个工作机械臂中,工作机械臂完成优化后的示教工作;数据采集器连接MCU主控模块,MCU主控模块通过WiFi无线连接PC端,数据采集器与示教机械臂关节的六个绝对式编码器通过RS485电路进行双向通信连接,六个绝对式编码器分别对应机械臂的六个自由度;数据采集器输出数据给MCU主控模块,MCU主控模块输出数据给PC端,PC端输出操作指令给MCU主控模块,MCU主控模块输出操作指令给数据采集器;数据采集器和示教机械臂、MCU主控模块都连接外接电源模块。
无线控制的六自由度机械臂示教系统具有广泛的应用前景,以下是一些可能的应用领域和发展方向:
工业生产:在工厂中,机械臂可用于自动化装配、搬运、焊接等工作,提高生产效率和质量。无线控制使得操作人员能够更加灵活地控制机械臂,适应不同的工作场景。
教育培训:这类系统可用于高校、职业培训机构等,帮助学生和技术人员学习机械臂操作和编程技术。无线控制方式能够提供更好的学习体验,降低培训成本。
医疗领域:机械臂在医疗领域有诸多应用,如手术辅助、康复训练等。无线示教系统可以让医生更加方便地操作机械臂,提高手术的精准度和安全性。
危险环境作业:在一些危险环境,如核电站、化工厂等,无线控制的机械臂可以避免人员直接进入危险区域,保障工作人员的安全。
太空探索:在太空任务中,机械臂可以进行卫星维修、空间站建设等工作。无线示教系统能够实现远距离控制,为太空探索提供更多便利。
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本发明的优点和积极效果是:
首先该系统具有人性化的操作界面,让不同的用户都能够方便地进行示教过程的各种操作和设置,并显示各种数据和参数供用户直观跟踪整个示教过程;其次该系统使用了WiFi无线通信方式,实现了无线控制,建立连接方便,数据的传输高效稳定,没有了数据线的限制,工作空间得以扩展;再次该系统引入了笛卡尔轨迹规划算法,使得最终的示教轨迹更加平滑,末端执行器速度变化更加均匀;最后该系统可以生成控制工作机械臂执行示教轨迹的代码文件,一次示教即可供多台工作机械臂无限次执行该示教轨迹。
本发明采用了PC端APP来控制角度数据采集器,相较于传统的用户终端控制器,PC端APP可安装在用户的电脑上,节省了用户终端控制器带来的器械制作成本;无需担心用户终端控制器带来的机械故障;也不用为用户终端控制器花费过多的电池开销;APP可以在线升级,方便开发者对其进行问题修复和产品升级;控制器以APP的形式出现,也顺应了现今电器智能化的趋势,更容易为用户所接受。
本发明比较其它类别的机械臂示教系统,成本低廉,结构简单,搭建方便,便于操作,可以满足各种不同类型的用户需求。本发明相较于传统的机械臂示教系统通过用户终端控制器进行操作,使用PC端APP并结合笛卡尔轨迹规划算法优化示教轨迹,采用信息化的界面显示,便捷化的无线操控,简单化的按键控制,并可以一键生成控制代码文件,让用户获得相对数据化的参数信息、便易化的操作体验。现在的示教盒示教操作过于繁琐,培养代价较大,直接示教的轨迹又不够光滑,速度变化不均,一种无线控制的六自由度机械臂示教系统是进行喷涂、焊接、抛光、打磨等复杂工作的行业的优良选择,专业化、低成本、便安置、易操作、通用性强等特点方便了所有厂家和操作者。
技术转让,许可,合作所需资金需双方协商,此项技术想尽快落地,希望具备此项技术研发的技术方,能够尽快承接此项目。