[发明专利]机器人碰撞检测方法及装置

说明书

本发明提供了一种机器人碰撞检测方法及装置，涉及工业机器人领域，上述的机器人碰撞检测方法，包括步骤：获取机器人的目标参数信息；根据目标参数信息获得机器人所受的外部观测力矩；当外部观测力矩的绝对值大于与目标参数信息对应的碰撞阈值时，则判定机器人将要发生碰撞，控制机器人停止运动。根据目标参数信息获得机器人所受的外部观测力矩，将外部观测力矩的绝对值和与目标参数信息对应的碰撞阈值相比较，根据比较结果控制机器人运动状态，以免发生碰撞，本发明无需传感器即可实现机器人碰撞检测。

技术领域

本发明涉及工业机器人领域，特别是涉及一种机器人碰撞检测方法及装置。

背景技术

机器人因具有良好的人机协作性能，有广阔的应用前景。但机器人在作业过程中，常会与周围物体发声碰撞，造成机器人损伤和被撞物体损伤。为了避免因机器人与周围物体发生碰撞，需要提供一种碰撞检测方法。目前，常用的碰撞检测方法主要有基于路径规划的碰撞检测方法和基于力传感器的碰撞检测方法。

基于路径规划的碰撞检测方法，对环境要求苛刻，且随着基本元数量增加，计算量呈几何性增长，会导致碰撞检测效率下降、算法崩溃等问题；所以工程应用中多采用基于力传感器的碰撞检测方法。

但发明人在实现过程中发现，基于力传感器的碰撞检测方法需要额外增加传感器，增加了碰撞检测成本，而且需要改变机器人的结构，操作较为不便。

发明内容

基于此，有必要针对机器人碰撞检测需要额外增加传感器造成的操作不方便问题，提供一种机器人碰撞检测方法及装置。

本发明实施例，一方面提供了一种机器人碰撞检测方法，包括步骤：

获取机器人的目标参数信息；

根据所述目标参数信息获得机器人所受的外部观测力矩；

当所述外部观测力矩的绝对值大于与所述目标参数信息对应的碰撞阈值时，则判定所述机器人将要发生碰撞，控制机器人停止运动。

在其中一个实施例中，所述目标参数信息包括输出力矩相关信息、摩擦力矩相关信息和外部观测力矩相关信息；

根据所述目标参数信息获得机器人所受的外部观测力矩的步骤包括：

根据所述输出力矩相关信息，获得机器人各关节电机的输出力矩；

向预先建立的摩擦模型中输入所述摩擦力矩相关信息，获得机器人各关节所受摩擦力矩；

根据所述外部观测力矩相关信息、所述输出力矩和所述摩擦力矩，获得机器人所受外部观测力矩。

在其中一个实施例中，所述根据所述输出力矩相关信息，获得机器人各关节电机的输出力矩的步骤包括：

向预先建立的各关节电机的动力学模型中输入所述输出力矩相关信息，获得所述机器人各关节电机的输出力矩。

在其中一个实施例中，所述根据所述外部观测力矩相关信息、所述输出力矩和所述摩擦力矩，获得机器人所受外部观测力矩的步骤包括：

向预先建立的外部力矩观测器中输入所述外部观测力矩相关信息、所述输出力矩和所述摩擦力矩，获得所述机器人所受外部观测力矩。

在其中一个实施例中，在所述当所述外部观测力矩的绝对值大于与所述目标参数信息对应的碰撞阈值时，则判定所述机器人将要发生碰撞，控制机器人停止运动的过程之前还包括步骤：

对所述外部观测力矩进行抗干扰处理。

在其中一个实施例中，所述摩擦力矩相关信息包括关节转角角速度；