[发明专利]具有测距停止功能的多关节机器人和测距停止方法

说明书

一种具有测距停止功能的多关节机器人，包括有依次连接的多个关节、带动每个关节运动的运动部件、驱动所述运动部件运动的运动控制部件，还包括有安装在所述多关节机器人上的测距传感器，所述测距传感器，用于实时测量所述多关节机器人与邻近物体的间隔距离L’；所述控制波形产生部，还用于当所述间隔距离L’达到一个阈值距离L0时，产生一组使所述运动部件减速停止的PWM波形数据；所述驱动部，还用于根据所述使所述运动部件减速停止的PWM波形数据、驱动所述运动部件减速运动，直到所述多关节机器人停止运动。本发明即避免了机器人与邻近物体之间的碰撞、又不会损害机器人本身，防碰撞效果极好。

技术领域

本发明涉及多关节机器人领域，特别是一种具有测距停止功能的多关节机器人、以及一种测距停止方法。

背景技术

在运动控制领域，电机等运动部件是实现运动控制的核心部件，比如机器人的运行就需要电机配合丝杠或减速器等作为运动执行部件来带动机器人运动。

以电机配合减速器为例，电机配合减速器是多关节机器人(或称为多关节机械手、多轴机器人、机械臂等)的主要运动执行部件，多关节机器人主要是根据预定的路线从一个初始位置夹取目标物体到目标位置，适用于诸多工业领域的机械自动化作业。

现在市场上的多关节机器人主要包括四轴机器人(具有四个关节)和六轴机器人(具有六个关节)，他们均包括有基座、手臂和末端的物体夹持部，手臂上关节的多少决定了机器人的“轴”的数量，每一个关节都是由一个电机的转动来驱动、以实现关节的运动。

目前，用户需要通过人机交互设备(如电脑、示教器等)实现对多关节机器人的参数设定和控制，目前市场上的人机交互设备大都是针对机器人整体而设计，用户一般通过编辑每个关节的运动参数实现对机器人的运动控制，所述的运动参数实际上是控制运动部件(如电机)的运动参数，用户编辑机器人的运动参数后，发送给机器人本体的运动控制部件(或称为驱控器等)，运动控制部件对接收到的运动参数进行解算后控制运动部件运动，如专利申请号为201710438383.4的中国专利申请即公开了一种多关节机器人。

结合参考附图1，附图1示出了一种多关节机器人100，机器人100是一种四关节机器人，机器人100包括有底座1、大臂2、小臂3，小臂3上还可以连接有腕(附图1中未示出)，腕上可以有爪、以实现对物体的抓取等功能，例如专利申请号为201710381661.7的中国专利申请公开了一种物体夹持部，该物体夹持部可以作为爪安装在腕关节上。

在机器人100的各个关节上分别设置有运动部件(电机和减速器)，例如在底座1的外壳内设置有一套电机和减速器，减速器的输出轴连接底座1的上盖；底座1的上盖安装大臂2，大臂2的底部设置有另一套电机4和减速器5，减速器5的输出轴连接大臂2的本体；在大臂2的上部设置有另一套电机和减速器，减速器的输出轴连接小臂3的本体；在小臂3的前端还可以设置有另一套电机和减速器，减速器的输出轴连接腕的本体；腕上可以安装各种末端执行器，例如专利申请号为201710381661.7公开的物体夹持部。

底座1内的电机旋转运动可以带动底座1的上盖沿水平方向360度旋转运动、进而带动机器人100的大臂2、小臂3等沿水平方向360度旋转；电机4的旋转运动可以带动大臂2沿S1方向俯向下运动、或沿S2方向后仰向上运动，进而带着小臂3等沿S1或S2方向运动；大臂2上部的电机旋转运动可以带动小臂3进行旋转运动，进而带着腕等旋转运动；小臂3的另一端的电机旋转运动可以带动腕进行旋转运动，进而带着末端执行器进行旋转运动；末端执行器上的电机还可以带动末端执行器进行夹取物体等操作。

通过不同的运动参数控制上述多个电机按用户设定的运动路线运动，就可以实现对机器人100的精确控制，使机器人100完成用户设定的各种功能。

对各个电机(例如电机4)的控制是通过运动控制部件实现的，运动控制部件可以单独设置在机器人100的外部、通过连接线与机器人100上的各个电机连接；运动控制部件也可以安装在机器人100的本体外壳内。