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2.Robotteachingsystem

Teachingisessentialinorderforrobotstocarryoutvarioustaskswithseveralkindsofmovingsequences.Teachingbyshowingorguidingiscalledteachingplaybackcontrol.Anoperatormovesarobot'

shandtoaspecifiedpositionandorientationwithateachingbox,andtherobot'

spathsandproceduresarerecordedinmemories.Inplaybackmode,arobotmovesitshandrepeatedlyaccordingtothesequenceoftheseteachingprocedures.Theteachingplaybackcontrolmethodiswidelyusedinmanyindustriesandagreatdealofoperatortimeandlaborisrequired.Theteachingbox,however,isnotsoflexibletoexpandforvariousteachingcommandseasilyandmustbeimprovedinaspectsofuserinterfaces.

WehavedevelopedanewrobotteachingmethodusingHyperCardsystemofaMacintoshcomputershowedinFig.1.

Fig.1ARobotTeachingSystem

3.RobotcontrolbyHyperCard-system

Inthissystem,weusearobotsystem（MoveMaserEX）withfivedegreesoffreedom.Therobothassixmovableparts:

waist,shoulder,elbow,list-pitch,list-rollandhand（open-close）.Therobothas24positioncontrolcommands,4handcontrolcommandsand6readingcommandsusingaRS232Ccableandsoon.MacintoshcomputerisconnectedbyadriveunitofarobotsystemviaaRS232Ccable.

HyperCardsystemofaMacintoshcomputerisamulti-mediainformationexchangablebasesoftware.Ithasfieldsfortexts,pictures,buttonformanagingcardsandsounds.HyperTalkisaprogramminglanguageofHyperCardsystemforstackcontrol.Itsscriptsaredefinedasaattributeofabutton.HyperTalkisslow,butusedforinterfacepartofhumanresponce.Itisdesignedconvenientlytowelltransformacommandfromusers.Forexample,anobjectiveofscriptswritteninHyperTalkiscarriedoutbyselectingabuttonwithamousedevice.

ItisnecessaryforrobotcontroltosendaserialsignalofcontrolcommandsofarobotsystemfromHyperCardsystemofaMacintoshcomputer.HyperTalkhasnotsuchasendingsignalcommandandso,XCMD:

extendedcommandofHyperTalk,isused.XCMDisamachinelanguageimagecompiledbyCprogramandaddedtoHyperCardbyResEditforhighspeedprocessingsuch2ssignalsending.Weu5ea"

SendSignal"

XCMDforsendingserialdata.So,wecansendasignaltoarobotsystemwith9600bitspersecondbydoubleclickingabuttonofHyperCardsystem.InFig.2,weshowaexampleofabuttonscriptincludingXCMDformovingarobot'

sshoulderpart.

Fig.2Buttonscriptformovingarobot'

sshoulder

4.RobotteachingexperimentbyusingHyperCardsystem

InFig.3,aHyperCardstackforrobotteachingsystemisshowed.Inleftupperside,acontrolboxforwaist,shoulder,elbow,pitch,rollandhandpartofarobotsystemisdepictedonaHyperCard.Usercanchoose"

whichparthewant"

"

whichdirectionhewant"

and"

howmanymovingamounthewant"

andstarttheseoperationsbypushingabuttonwithamousedeviceofaMacintoshcomputer.Also,usercanselectopen-closeandanygripforceofahand.Robotmovingspeedcanbesetandstandardposebuttonmeansallzerostateofallmovableparts.Inrightuppersideofthisstack,eachstateofpartsatpresentisdisplated.Ifuserselecta"

GOTO"

button,arobotmovestothepositionofafinalsetnumber.

Next,programmingboxinrightbelowsideofstackisusedforarobotteaching.Robot'

shandismovedtothespecifiedpointbypushingabottonwithonlyamousedeviceusingabovedescribedmethods.Afterconfirming,"

SET"

buttonispushedandthatpointisregisterdas"

position1"

.Nextposition'

snamesetbysameoperationis"

position2"

.Inthisway,wecanteachasequenceofmovingpointrepeatedlyandeasily.Wecanset629pointsatmost.

"

DELETE"

bottonmeanserasingmodeincaseofuser'

smistakesinpositionsetting.Atlast,whenallteachingpositionshavebeensetup,"

START"

buttonmeansthatarobotmovesfrom"

to"

endposition"

inturn.Theseteachingprogramcanbesavedbypushing"

SAVE"

buttonandkeyinginthatprogramname."

LOAD"

buttonmeansthatallformerlycreatedprogramnamearedisplayed.Selctingarequestedteachingprogram,usercancarryoutitbypushing"

button.

WemadeasimpleexampleofarobotteachingprogramusingHyperCardsystemdescribedabove.Atfirst,arobotgraspajuicebinandpouritintoapapercupinFig.4.Next,anemptybinismovedtotheoriginalposition,arobotgraspapaper-cupwithjuiceandplaceittotheappointedpositioninFig.5.Teachingpointsare20inthisrobotteachingexample.

Fig.4Pouringliquidintoapapercup

Fig.5Placingapapercuponthetable

Acknowledgment

TheauthorwouldliketothankMr.T.TakahashiandMr.K.Kawaguchifortheirworkofmakingstacksandrobotteachingexperiments.

References

[1]K.Umemura."

Macintosh/HyperCard,"

（inJapanese）KyorituShupan,1989.

[2]AppleComputerInc."

HyperTalkReferenceManual,"

1990.

[3]MitsubishiCorp."

MoveMasterEXManual,"

1991.

附件1：

外文资料翻译译文

机器人教学方法使用Hyper卡系统

摘要—人类和机械手沟通是为下一个代机械手变得更重要系统。

该论文描述机械手教学制度藉由简易使用的接口为了要改善传统的教学方法。

Hyper卡系统在Macintosh计算机中作为机械手教学系统,因为它的容易处理和优良的人类接口。

在超卡中用HyperTalk和XCMD规画的指令被发送一个机器人系统。

通过鼠标点击设备在超卡按钮来控制机器人系统的每一个关节。

作为这一系统的例子，与传统教学相比机械手教学行动实现抓住一个箱子和浇注液体进入杯子中花费的时间是其的三分之一。

因此，这种使用Hyper卡系统的教学机器人提供给用户一个实现人机友好沟通的基础。

1.简介

在对传统智能机器人系统的研究中，制作自动机械人追求能自动地独自实现所有任务。

作为经营者一个人的作用不被考虑在这个系统中，除了主从型机器人系统。

最近,认识到一个聪明的合作之间的人与机器人相互作用体系的系统只有一件事需要用他们的特征和能力一起完成。

在这个系统中，人-机器人以友好用户界面传达关于沟通交流他们的命令，建议和评论他们的操作目标的功能是必不可少的。

作为上述系统建设的第一步，该文对具有用户界面友好的机器人教学系统进行了阐述。

Hyper卡系统是用于机器人的教学系统，因为它易于操作和优秀的人机界面。

因此，这种使用Hyper卡系统的教学机器人为实现一个用户友好的合作互动系统奠定了基础。

2.机器人教学系统

教学是必要的，以便对机器人进行运动序列与多种不同的任务。

通过展示教学或指导被称为教学回放控制。

操作员移动机器人的手到指定的位置和方向的教学中，期间机械手的路径和程序在存储器被记录。

在回放模式下,一个机器人可以重复移动它的手根据这些教学程序的序列。

教学回放控制方法被广泛应用于许多需要操作员大量操作时间和劳动的行业。

在教学中，然而,这也不是那么灵活的容易为各种教学扩展命令同时又必须在用户界面方面加以改进。

我们已经开发出一种新的机器人教学方法，如图1所示的使用的Macintosh计算机。

图1机器人教学系统

3.以Hyper卡系统控制机器人

在这个系统中，我们使用了五自由度机器人系统（MoveMaserEX）。

该机器人有六个可移动的部分：

腰，肩，肘，间距列表，滚动列表和手（开闭）。

该机器人有24个位置控制的命令,4个手控制命令和6个读命令，使用一个RS232C电缆等等。

Macintosh计算机通过一个RS232C电缆连接到机器人系统的驱动装置。

Hyper卡系统的Macintosh电脑是一种多媒体信息交换基地软件。

它拥有文字，图片，声音卡和管理领域的按钮。

HyperTalk是Hyper卡系统的一种程序设计语言用于堆栈控制。

它的脚本被定义为一个按钮的属性。

HyperTalk是缓慢的，但用于接口的一部分人反响。

它方便的设计是为了很好的转变来自用户的命令。

例如，在HyperTalk中编写脚本的目的用于实现使用鼠标选择一个按钮。

对于机器人控制来说，从Hyper卡系统的Macintosh电脑中发送连续关于机器人系统的控制命令，这是必要的。

HyperTalk都没有这样的发送信号命令，因此，XCMD：

作为HyperTalk的扩展命令，被使用着。

XCMD是一种由C程序编译的机器语言形象并且通过ResEdi添加到HyperCard做高速处理如信号发送一样。

我们使用XCMD中的“发送信号”发送连续数据。

因此，我们可以以9600比特每秒发送一个信号到一个机器人系统通过双击Hyper卡系统中的一个按钮。

在图2，我们展示了一个按钮脚本的例子，包括用于移动机器人的肩部XCMD。

图2移动机器人肩膀的按钮脚本

4.机器人用Hyper卡系统教学实验

在图3，显示了一个Hyper卡栈机器人教学系统。

在左上侧，描绘在Hyper卡上的是控制腰，肩，肘，俯仰，滚转和手的一部分机器人系统的控制箱。

用户通过按一个Macintosh电脑的鼠标上的按钮可以选择“他想要哪一个部分”，“他希望哪个方向”和“他想要多少移动数值”这些操作。

此外，用户可以选择开启和关闭其中任何一个手的夹钳力。

机器人的移动速度可以设定及标准构成按钮意味着所有可动零配件的零状态。

在栈的右上边，每个部分在目前的状态是displated。

如果用户选择一个“转到”按钮，机器人移动到最后的定数位置。

图3用于机器人教学系统的HyperCard堆栈

其次，设置在堆栈下面的编程器用于机器人教学。

依据上面介绍的方法，仅仅按鼠标上的一个按钮可以使机器人的手移动到指定点。

经过确认，按动“设置”按钮同时记录这一点为“位置1”。

由相同操作设置的下一个位置名称是“位置2”。

以这种方式,我们可以重复和简单的设置动点顺序。

我们可以最多设置629点。

“删除”按钮意味着清除模态，以防止用户错误的位置设置。

最后,当设置完所有的教学状态,“开始”按钮意味着一个机器手依次从“位置1”移动到“结束位置”。

通过按动“保存”按钮可以以该程序的名字保存这些教学计划。

“载入”按钮意味着显示所有以前创建的程序名。

按动“开始”按钮，用户可以通过选择一个要求的教学计