技术领域
[0001] 本
发明涉及一种自动化设备，特别是一种机器人。
背景技术
[0002] 机器人，即是自动执行工作的机器装置。机器人既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以
人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工。而随着生产生活的日益增长便利需要及
机器人技术的发展，
协作机器人也将会慢慢渗入各个工业领域，与人共同工作，并逐渐取代单调、重复性高、危险性强的工作。为了显示各种操作及运行状态，机器人往往包括有显示装置。
现有技术中显示装置所显示的内容往往在固定、特定的区域显示，而机器人或进行各种运动，这就给人眼观察提供了极大不便。
发明内容
[0003] 本发明的目的之一是为了克服现有技术中的不足，提供一种显示内容可以移动的机器人。
[0004] 为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
[0005] 一种机器人，其特征在于，所述机器人包括：
[0006] 机械手，所述机械手用于执行操作任务，且所述机械手在执行操作任务时具有不同运动
姿态；
[0007] 示教装置，所述示教装置设置在所述机械手上以跟随所述机械手运动；
[0008] 所述示教装置包括显示单元，所述显示单元具有用于显示所述机械手的运转状态信息的显示区域；
[0009] 所述显示单元设置为跟随所述机械手的动作姿态而改变所述机械手的运转状态信息的显示方式。
[0010] 优选地，所述显示方式包括所述状态信息在所述显示单元上的显示
位置、
颜色、大小及
角度。
[0011] 优选地，所述示教装置包括控制单元，所述控制单元设置为根据所述机械手的运动姿态而将该机械手的状态信息移动至所述显示区域的不同位置。
[0012] 优选地，所述机械手的运动姿态包括转动或相对于人体的远近移动。
[0013] 所述机器人还包括运动感应装置，所述运动感应装置设置在所述机械手上，以感应所述机械手的运动姿态，并将运动姿态
信号传输至所述控制单元；
[0014] 所述控制单元根据转动姿态，而将所要显示的运转状态信息进行一定角度的转动。
[0015] 优选地，所述运动感应装置包括
陀螺仪、
加速度计或
磁场测量仪中的至少一种。
[0016] 优选地，所述示教装置为闭环状或弧片状。
[0017] 优选地，所述机器人还包括人体感应装置，所述人体感应装置用于感应人体相对于所述显示单元的位置，并将人体的位置信号发送给所述控制单元；
[0018] 所述控制单元根据所述人体的位置信号而将所要显示的运转状态信息进行以下至少一种显示方式的改变：
[0019] 在靠近或与远离人体的显示区域进行显示、改变运转状态的颜色或改变运转状体信息尺寸大小。
[0020] 优选地，所述人体感应装置为人体红外线
传感器或雷达传感器。
[0021] 优选地，所述示教装置为闭环状、弧片状或平板状。
[0022] 优选地，所述机械手具有握持部；
[0023] 所述示教装置包括按压单元，所述按压单元用于控制所述机械手的学习过程，所述按压单元与所述握持部重叠设置，使得外
力能够同时作用在所述按压单元及所述握持部。
[0024] 优选地，所述示教装置设置在所述机械手的腕部。
[0025] 优选地，所述示教装置可拆卸地设置。
[0026] 与现有技术相比，本发明的机械人通过将示教装置的显示单元设置为跟随所述机械手的动作姿态而改变所述机械手的运转状态信息的显示方式，从而给人眼观察提供了极大的便利。所述机器人能够便于人眼清晰、舒适地观察，从而给操作带来了极大便利。
附图说明
[0027] 图1为本发明提供的一种机器人的结构示意图。
[0028] 图2为图1中的机器人的一种功能模
块图。
[0029] 图3为图2中的机器人的另一种功能模块图。
[0030] 图4为图2、图3的机器人的机械手的运动姿态与运作状态信息的显示方式之间的映射图。
具体实施方式
[0031] 下面结合附图对本发明进行详细的描述：
[0032] 请参阅图1，其为本发明提供的一种机器人100。所述机器人100包括机械手10及示教装置20。所述示教装置20设置在所述机械手10上。
[0033] 所述机械手10用于执行操作任务。所述机械手10可与操作人员实现人机协作配合。在本
实施例中，所述机械手10为六轴机械手。具体地，所述机械手10包括六个机械关节(图中未标示)及两个
连杆(图中未标示)。所述机械手10的自身重量及可承受的负载重量根据需要而选择。在本实施例中，所述机械手10可承受的负载为5千克。可以想到的是，所述机械手10还包括
气动装置、
电机装置等。
[0034] 所述机械手10具有握持部。所述握持部用于操作人员拖拽以使得所述机械手10实现学习功能。在本实施例中，所述握持部位于所述机械手10的自由端的腕部。所述握持部开设有卡槽。所述卡槽用于安装所述示教装置20。当然，所述握持部也可以设置卡扣、插接配合结构等以实现安装配合。
[0035] 所述机械手10包括动作执行机构15。所述动作执行机构15用于执行具体的操作。所述动作执行机构15包括电机或
马达等动力装置。在本实施例中，所述动作执行机构15包括减速电机。根据不同需要，所述动作执行机构15可以采用握爪或螺旋连接结构与对应的打孔机、螺丝机等具体工具配合。
[0036] 请一并参阅图2，所述示教装置20设置在所述机械手10上以跟随所述机械手10运动。所述示教装置20可以为
示教器(teach pendant)，或者所述示教装置20可以为与示教器通信连接的
触摸屏。所述示教装置20包括显示单元25。所述显示单元25具有显示所述机械手10的运转状态信息的显示区域。所述显示单元25可以采用
液晶显示屏实现显示功能。所述显示单元25可以具有触摸功能。所述显示区域可以为液晶显示屏上能够显示文字、图形或影像等的区域。所述显示单元25设置为可将机械手10的运转状态信息移动至所述显示区域的不同位置，从而使得所述机械手10处于不同运动位置时仍然便于人眼观察。
[0037] 为了实现精确操控，所述示教装置20还包括控制单元27。所述控制单元27设置为根据所述机械手10的运动姿态而将该机械手10的状态信息移动至所述显示区域的不同位置。所述控制单元27可以采用
单片机或者
微处理器等完成其控制、处理功能。所述控制单元27可以根据所述机械手10的运动姿态而将该机械手10的状态信息移动至所述显示区域的不同位置。
[0038] 所述机械手10的运动姿态包括转动或相对于人体的远近移动，也即是直线运动或曲线运动。在本发明中所提及的机械手10的“状态信息”可以是“钻孔”、“拧螺丝”等具体执行操作任务的名称，也可以是“绿灯、正常(运行)”、“黄灯、待机”、或“红灯、故障”等颜色图标、运行状态中的至少一个，还可以是“开始”、“结束”、“加速”、“减速”等操作信息。
[0039] 需要说明的是，所述显示单元25的显示区域为一块液晶显示屏的整个显示区域时，所述状态信息大致可以显示在显示屏上的中部区域、上部区域、下部区域、左部区域或右部区域。根据显示
精度、最佳显示视角，可以将显示屏细分为以长度、宽度形成平面坐标，所述状态信息可以显示在该平面
坐标系上的具体位置。
[0040] 为了便于操控，在本实施例中，所述示教装置20还包括按压单元21。所述按压单元21用于所述机械手10的学习过程。所述按压单元21设置为与所述机械手10的握持部重叠，从而在通过外力拖拽实现所述机械手10的学习功能时，外力能够同时作用在所述按压单元
21及所述握持部。此时，只需要采用一只手进行操作。因而，相较于传统操作过程，避免了操作人员一只手进行拖拽，另一只手进行学习过程的控制，也即是所述示教装置20的设置便利了操作。
[0041] 所述按压单元21包括机械按钮或触摸按钮中的至少一种。所述按压单元21可以为使能按钮。所述按钮的数量根据需要而选择。在本实施例中，为了便于操控且提供操控的舒适感，所述按压单元21全部采用触摸按钮。也即是，所述触摸按钮通过UI(User Interface,交互界面)系统实现操作。在本实施例中，所述按压单元21通过所述显示单元25显示。
[0042] 为了进一步便于操作，所述示教装置20可拆卸地设置在所述机械手10上。在需要对所述机械手10进行控制、操作时，所述示教装置20安装在所述机械手10上。而在不需要对机械手10进行控制、操作时，所述示教装置20从所述机械手10上拆卸下来，从而便于进行维护、编辑等处理。
[0043] 所述示教装置20的具体形状根据安装需要、功能实现需要而选择。在所述机械手10相对于人体(观察者或操作者)靠近或远离地移动时，为了便于人眼清晰、舒适地查看所述显示单元25所显示的状态信息，所述示教装置20的形状可以为闭环状(具体可以为圆环状、椭圆环状或不规则环状)、弧片状(即开环状)或平板状，均可以实现所述状态信息通过相对于人眼的距离的调整而达到清晰、舒适地显示。一般而言，所述机械手10在初始为较近的姿态
时移动至较远的姿态时，所述显示单元25上显示的状态信息可以移动至靠近人眼的显示区域，或者通过增大所显示的状态信息的图形、文字的显示特征，或者改变所显示的状态信息的颜色(譬如更醒目、更能为人眼
视网膜所接收的颜色)。必须考虑地是，人眼对视觉信息的
感知存在个体差异，人体(观察者或操作者)可以根据自身偏好通过所述控制单元27进行相应参数的调节，从而达到个人最清晰、最舒适地显示状态。
[0044] 为了精准、实时地感应所述机械手10的运动姿态，所述机器人100还包括人体感应装置30。所述人体感应装置30用于感应人体(观察者或操作者)相对于所述显示单元25的位置，并将人体的位置信号发送给所述控制单元27。所述人体感应装置30可以包括人体红外线传感器、人体接近
开关或接近感应
电路或雷达传感器等。
[0045] 下面具体说明所述机械手10远离或靠近人体时，所述显示单元25上所述显示的状态信息如何移动至显示区域上的特
定位置。需要说明的是，所述机械手10可以以任意方式远离或靠近人体，譬如直线运动或曲线运动等。所述人体感应装置30将感应到的人体位置信号发送至所述控制单元27。所述控制单元27根据该人体位置信号判断是否改变所述机械手10的状态信息、是否移动该状态信息、移动至那个特定显示区域、是否增大状态信息的字体和/图形、是否改变状态信息的颜色。根据人眼实现舒适、清晰观察的个人差异，可以设置状态信息改变的具体参数。譬如，所述机械手10在远离人体时，在移动距离小于20厘米时，所述控制单元27设置为保持原状态信息的显示状态不改变；在移动距离大于等于20厘米且小于等于50厘米时，所述控制单元27设置为将原状态信息移动至离人体较近的距离、增大显示字体和/图形或将状态信息的颜色(选择人眼敏感度高的颜色)；在移动距离大于50厘米时，所述控制单元27设置为将原状态信息移动至离人体最近的距离，且同时增大显示字体、图形及改变状态信息的颜色。反之，所述机械手10在靠近人体时，为了清晰、舒适的观察，所述控制单元27设置为将原状态信息移动至远离人体、缩小显示字体和/或图形或者改变状态信息的颜色(选择为人眼敏感度低的显示颜色)。当然，上述内容仅用于说明以便于理解机械手10原理或靠近人体时，所述显示单元25如何移动至显示区域上的特定位置。本领域技术技术人员在了解本发明的
基础上可以根据个体差异进行具体数值的设置、所述状态信息的具体显示状态的改变。
[0046] 实施例二：
[0047] 请一并参阅图3及图4，为了满足多样化的操作任务要求，所述机械手10的运动姿态也相应多种多样。因而，为了便于实时、准确地感应所述机械手10的运动姿态，所述机器人100还包括运动感应装置40。所述运动感应装置40设置在所述机械手10上，以感应所述机械手10的运动姿态，并将运动姿态
信号传输至所述控制单元27。可以想到的是，所述运动感应装置40能够将感应到的运动姿态转变化为所述控制单元27能够接收、处理以
电信号形式传输的运动姿态信号。为了感应不同的运动姿态，所述运动感应装置40包括陀螺仪、加速度计或磁场测量仪中的至少一种。根据选择传感器的不同，所述运动感应装置40可以感应所机械手10的各种不同的运动姿态。
[0048] 下面具体说明所述机械手10在转动时，所述控制单元27如何将该机械手10的状态信息显示在所述显示单元25上的特定区域。所述运动感应装置40感应所述机械手10的转动，并将转动姿态信号发送至所述控制单元27。所述控制单元27根据转动姿态信号将原状态信息进行逆向转动，以便于人眼清晰、舒适的观察。由于人眼的视角具有一定的可视范围，因而个体差异，人体可以通过所述控制单元27调整将原状态信息逆向转动角度。譬如，在所述机械手10转动的角度小于等于25度时，所述控制单元27设置为保持原状态信息的显示角度；在所述机械手10的转动角度大于25度且小于90度时，所述控制单元27设置控制所述状态信息逆向转动45度；在所述机械手10的转动角度大于等于60度且小于等于180度时，所述控制单元27设置为控制所状态信息逆向转动120度。在所述机械手10的转动角度大于180度且小于270度时，所述控制单元27设置为控制所述状态信息正向转动90度；在所述机械手10的转动角度大于等于270且小于等于330度时，所述控制单元27设置为控制所述状态信息正向转动30度；在所述机械手10的转动角度大于330度且小于360度时，所述控制单元
27设置为控制所述状态信息保持原显示角度。上述对应角度转动关系，仅用于本领域技术人员理解本发明。本领域技术人员在了解本发明的基础上，可以根据需要而选择与所述机械手10转动角度相对应的状态信息的转动关系，譬如也可以在所述机械手10转动特定角度时，所述控制单元27设置为控制所述状态信息逆向转动或正向转动至原显示角度，也即是无论所述机械手10如何转动，所述状态信息的显示角度(即位置)始终保持不变。
[0049] 为了便于实现显示角度的变化，所述示教装置20可以为闭环状或弧片状(即开环状)。具体地，闭环状可以为圆环状、椭圆环状、矩形环状或不规则环状。弧片状，也即是开环状。为了节省材料，所述示教装置20为开环状的圆心角的选择只要能够根据所述机械手10的常规转动角度范围而实现清晰、舒适地观察即可。根据需要，所述示教装置20也可以为平板状。
[0050] 以上仅为本发明较佳的实施例，并不用于局限本发明的保护范围，任何在本发明精神内的
修改、等同替换或改进等，都涵盖在本发明的
权利要求范围内。
