用于操纵器的操作设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于对操纵器进行控制或编程的操作设备。操纵器具有复数个彼此独立的自由度。操作设备在此包括手动控制杆，该手动控制杆被设计为，预先给定该操纵器的至少一个二维运动。优选地，手动控制杆是操纵杆。操作设备还包括配属于手动控制杆的信息指示器，该信息指示器包括复数个可彼此独立操控的指示段。操作设备还包括控制装置，该控制装置被设计为，单个地操控该信息指示器的指示段。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于操纵器的操作设备
本专利技术涉及一种用于对操纵器进行控制或编程的操作设备、一种用于用信号传递操纵器信息的方法和一种操纵器系统。
技术介绍
操纵器、尤其是机器人是可广泛使用的、可自由编程的处理设备。操纵器可在此包括多个轴，这些轴可彼此独立地通过相应的驱动器(例如伺服马达)进行运动。由此，操纵器可占据各种姿势或各种位形，以便例如使工具或工件运动到空间中特定的位置上。在此情况下，操纵器可在其运动中具有复数个自由度。这些自由度可描述彼此独立的、被驱动的运动的数量，操纵器可在空间中相对固定的世界坐标系实施这些运动。操纵器的运动性可由此通常由其自由度的数量来表征。操纵器可跟随自动的程序流程。该自动的程序流程可基于事先所编程的程序流程，该程序流程被提供给相应的控制器。该程序流程可描述各个轨迹点，这些轨迹点应通过操纵器被驶出或驶入。此外，还可实现手动运行操纵器，其中操作者手动地预先给定操纵器的运动，由此手动地使操纵器行驶。操纵器的运动可借助操作设备被手动地预先给定。操作设备可在此例如被设计为手操作设备的形式，其被操作者用手操作。这种手操作设备在此有线或无线地与操纵器的控制器通信，并由此体现为操作者与操纵器控制器之间的接口。利用手操作设备，可例如使操纵器的单个轴发生运动，或直接预先给定操纵器的工具中心点的运动。手操作设备可为此具有各种输入装置，例如单个的转轮或按钮，以便预先给定线性运动或旋转。还已知，设置用于输入控制指令的操纵杆。然而，这种操纵杆的主要缺点是缺乏取向。操作者只能困难地认出，操纵杆的参考系如何与当前的操纵器坐标系相关联。当例如操纵杆被向前操纵时，操纵器可能会违反本意地侧向移动。当手操作设备以不同定向被握持或还有在握持手或者说操作者被更换时，尤其是这样。虽然可在手操作设备上安装固定的标记，以便可认出取向，但是该取向受情况限制地是不实用的。
技术实现思路
由此，本专利技术的目的是提出一种用于操纵器的操作设备，该操作设备至少部分地消除上述缺点。在此，应尤其提出一种操作设备，其明显简化了操纵器的操作，通过可实现直观操作的方式。该目的和从以下说明中显而易见的其他目的，由根据权利要求1的操作设备、根据权利要求11的方法和根据权利要求16的操纵器系统实现。本专利技术涉及一种用于操纵器的操作设备。操作设备在此尤其地适于对操纵器进行控制或编程。操作设备可手动地由操作者操作。因此，操作设备可例如由操作者用手操纵。借助操作设备可直接预先给定操纵器的运动，或限定针对程序流程的运动。操作设备可由此实现或支持操纵器的控制，但也用于创建程序流程。为此，操作设备可与相应的操纵器控制器通信，并且将操作者的运动预定传输给控制器，使得这些预定可紧接着被控制器转换。理论上，可任意地设计操纵器。操纵器可在此优选地具有复数个彼此独立的自由度。例如，操纵器可在二维平面中运动。由此，操纵器可被设计为移动平台，可远程控制地借助操作设备使该移动平台运动。操纵器还可被构造为关节臂机器人，其中，借助操作设备可预先给定工具中心点的运动。操作设备包括手动控制杆，该手动控制杆被设计为，预先给定操纵器的至少一个二维运动。手动控制杆可以在此情况下被操作者用手操纵。在此，手动控制杆可以是可偏转的，以便预先给定期望的运动。不同的偏转方向可在此相应于不同的运动方向。通过改变手动控制杆的偏转角度，可由此改变运动方向。除这些偏转外，手动控制杆可优选地也被旋转，或也通过按压和拉拔来操纵。例如，手动控制杆可被设计为控制杆或操纵杆形式。优选地，手动控制杆被设计为2D、3D或6D操纵杆。6D操纵杆可在此在六个自由度上预先给定操纵器的运动(例如鉴于该运动的三个平移自由度和三个旋转自由度)。例如，操纵杆可被构造为手动控制球或空间鼠标形式。例如，可借助手动控制杆来执行以下输入运动：朝x方向偏转(例如通过使手动控制杆朝第一x方向移动或倾斜)，朝y方向偏转(例如通过使手动控制杆朝第二y方向移动或倾斜)，围绕转动轴线偏转(例如通过围绕竖直轴线扭转手动控制杆，该竖直轴线正交于第一x方向和第二y方向)。操作设备还包括信息指示器，该信息指示器配属于手动控制杆。信息指示器可由此这样设置在操作设备上，使得操作者将信息指示器与手动控制杆直接相关联或相结合。例如，信息指示器可布置得紧邻手动控制杆。信息指示器在此被设计为，将操纵器信息可视地用信号传递给操作设备的操作者。通常，信息指示器可包括显示器或发光体。尤其地，信息指示器包括复数个可彼此独立操控的指示段，例如复数个发光体。这些指示段可在此有针对性地被操控，以便可实现或者转换信号传递。指示段在此至少部分地围住手动控制杆。例如，指示段可设置在手动控制杆的不同侧上。指示段可为单个LED，这些LED可发射各种波长的可见光(例如，红或绿)。在此，优选地通过有针对性地操控，各个指示段可以以各种颜色发光。操作设备还具有控制装置，该控制装置被设计为，单个地操控信息指示器的指示段，以便用信号传递操纵器信息。控制装置可在此还与操纵器的控制器通信，以便从控制器获得操纵器信息，或以便将运动预定传输给操纵器的控制器。这优选地借助无线电技术进行。操作设备的特征由此在于，用户友好且直观的操作，尤其地因为将操纵器信息直观地用信号传递给操作者。这尤其地通过信息指示器可实现，该信息指示器配属于手动控制杆。因为彼此独立地可操控的指示段至少部分地围住手动控制杆，所以可例如使得手动控制杆的特定偏转方向变得突出，通过处于手动控制杆的偏转方向上的相应指示段被相应地操控的方式。例如，可由此直观地用信号传递给操作者，手动控制杆的哪个偏转方向相应于操纵器的x运动轴。在另一示例中，偏转方向也可直接借助手动控制杆被预先给定。为了预先给定该方向，可以朝期望方向推移手动控制杆，或围绕竖轴扭转手动控制杆。在坐标系变化时，例如在机器人脚坐标系、世界坐标系、基础坐标系、法兰坐标系或工具坐标系之间转换时，也可通过操控相应的指示段来使得手动控制杆的相应偏转方向变得突出，并由此将相应的x轴用信号传递给操作者。由此，操作者总是知道操纵器和操作设备的坐标方向的明确配属。优选地，指示段是相同形式的。由此，至少部分地围住手动控制杆的每个指示段可具有同一形式。此外，指示段优选均匀地围绕手动控制杆设置。例如，可沿手动控制杆的四个主偏转方向的每个(前、后、左、右)设置这种指示段。由此，操作者可直接使这些指示段与手动控制杆的偏转方向相结合。优选地，指示段在至少三侧上围住手动控制杆。由此，可用信号传递信息，该信息可与手动控制杆的相应偏转方向相结合和相关联，这些偏转方向相应于这三侧(例如，左、前、右)。优选地，信息指示器环形地围住手动控制杆。指示段可由此以环形围绕手动控制杆布置。这可实现手动控制杆的偏转方向与用信号传递的信息的明确配属。理论上，也可实现类环形结构，然而环形是优选的，以便可实现易于将各个指示段与手动控制杆相结合。优选地，信息指示器包括分段的光环，其中，该光环包括复数个指示段。尤其优选地，信息指示器呈分段的光环形式。该光环可例如以细分段的区段有针对性地被操控，以便用信号传递信息。在此，附加地也可使用另一灯环作为氛围灯环，其同样可用于用信号传递信息。灯环的细分段的指示段可由许多小LCD构成。通过有针对性地改变其透光性，例如可有针对性地用信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于对操纵器(20)进行控制或编程的操作设备(10)，所述操纵器具有复数个彼此独立的自由度，所述操作设备具有：手动控制杆(13)，所述手动控制杆被设计为，预先给定所述操纵器(20)的至少一个二维运动；配属于所述手动控制杆(13)的信息指示器(14)，所述信息指示器被设计为，将操纵器信息可视地用信号传递给所述操作设备(10)的操作者，其中，所述信息指示器(14)包括复数个能彼此独立操控的指示段，并且其中，所述指示段至少部分地围住所述手动控制杆(13)；和控制装置，所述控制装置被设计为，单个地操控所述信息指示器(14)的指示段，以便用信号传递所述操纵器信息。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.24 DE 102016202881.21.一种用于对操纵器(20)进行控制或编程的操作设备(10)，所述操纵器具有复数个彼此独立的自由度，所述操作设备具有：手动控制杆(13)，所述手动控制杆被设计为，预先给定所述操纵器(20)的至少一个二维运动；配属于所述手动控制杆(13)的信息指示器(14)，所述信息指示器被设计为，将操纵器信息可视地用信号传递给所述操作设备(10)的操作者，其中，所述信息指示器(14)包括复数个能彼此独立操控的指示段，并且其中，所述指示段至少部分地围住所述手动控制杆(13)；和控制装置，所述控制装置被设计为，单个地操控所述信息指示器(14)的指示段，以便用信号传递所述操纵器信息。2.根据权利要求1所述的操作设备(10)，其中，所述指示段是相同形式的，并且被均匀地围绕所述手动控制杆(13)设置。3.根据权利要求1或2所述的操作设备(10)，其中，所述指示段在至少三侧上围住所述手动控制杆(13)。4.根据权利要求1-3中任一项所述的操作设备(10)，其中，所述信息指示器(14)环形地围住所述手动控制杆(13)。5.根据权利要求1-4中任一项所述的操作设备(10)，其中，所述信息指示器(14)包括分段的光环(15)，所述光环包括复数个指示段，其中，所述信息指示器(14)优选地还包括氛围灯环(16)。6.根据权利要求1-5中任一项所述的操作设备(10)，其中，所述指示段连续地围住所述手动控制杆(13)。7.根据权利要求1-6中任一项所述的操作设备(10)，其中，所述操作设备(10)被构造为2D、3D或6D鼠标，和/或其中，所述手动控制杆(13)被构造为操纵杆(13)、优选为2D、3D或6D操纵杆，所述操纵杆尤其优选被构造为带帽操纵杆或球操纵杆。8.根据权利要求1-7中任一项所述的操作设备(10)，其中，所述信息指示器(14)包括至少4个、优选地至少8个、还优选地至少16个、还优选地至少32个、还优选地至少64个并且最优选地至少100个指示段。9.根据权利要求1-8中任一项所述的操作设备(10)，所述操作设备还具有位姿传感器和/或定向传感器，以便确定所述操作设备(10)的位姿和/或定向，并且其中，所述控制装置还被设计为，在考虑所述操作设备的所确定的位姿和/或定向的条件下...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁·里德尔，
申请(专利权)人：库卡德国有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE