隨著機(jī)器人技術(shù)的日益成熟以及應(yīng)用的不斷普及，機(jī)器人正逐漸融入社會(huì)生產(chǎn)、生活的各個(gè)方面，并發(fā)揮越來越不可替代的作用。在“工業(yè) 4.0” 和 “中國(guó)制造 2025”的背景下，為了適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)快速多變的特點(diǎn)以及滿足日益增長(zhǎng)的復(fù)雜性要求，機(jī)器人不僅要能長(zhǎng)期穩(wěn)定地完成重復(fù)工作，還要具備智能化、網(wǎng)絡(luò)化、開放性、人機(jī)友好性的特點(diǎn)。作為工業(yè)機(jī)器人繼續(xù)發(fā)展與創(chuàng)新的一個(gè)重要方面，示教技術(shù)正在向利于快速示教編程和增強(qiáng)人機(jī)協(xié)作能力的方向發(fā)展。

　　工業(yè)機(jī)器人示教就是編程者采用各種示教方法事先“告知”機(jī)器人所要進(jìn)行的動(dòng)作信息和作業(yè)信息等。這些信息大致分為三類：機(jī)器人位置和姿態(tài)信息，軌跡和路徑點(diǎn)等的信息；機(jī)器人任務(wù)動(dòng)作順序信等的息；機(jī)器人動(dòng)作、作業(yè)時(shí)的附加條件等的信息，機(jī)器人動(dòng)作的速度和加速度等信息和作業(yè)內(nèi)容信息等。圖1所示為機(jī)器人示教方法的分類。

　　圖1. 機(jī)器人示教方法分類

　　實(shí)際應(yīng)用最多的傳統(tǒng)的示教盒示教要求操作者具有一定的機(jī)器人技術(shù)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，示教效率較低。與示教盒示教相比，直接示教法可以無需操作者掌握任何機(jī)器人知識(shí)及經(jīng)驗(yàn)，操作簡(jiǎn)單且快速，極大地提高了示教的友好性、高效性。圖2為啟帆設(shè)計(jì)的機(jī)器人示教盒以及對(duì)應(yīng)的三維實(shí)時(shí)控制軟件。

　　圖2. 機(jī)器人示教方法分類

　　直接示教控制方法

　　當(dāng)前主流的機(jī)器人直接示教控制方法可以分為兩類：第一類是基于位置控制或者阻抗控制的直接示教方法。第二類是基于力矩控制的零力平衡的機(jī)器人直接示教（有動(dòng)力學(xué)模型）。

　　基于位置控制的直接示教

　　傳統(tǒng)的拖動(dòng)示教依賴于外置于機(jī)器人的多維操作傳感器，利用該傳感器獲取的信息，牽引機(jī)器人末端在笛卡爾空間下做線性或者旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)。