[发明专利]基于压力传感器阵列的协作机器人系统及其实现方法

权利要求书

1.基于压力传感器阵列的协作机器人系统，其特征在于：包括示教器、控制器和协作机器人，所述协作机器人包括运动控制模块和传感器阵列；其中：

所述示教器用于设定协作机器人的运动轨迹；

所述传感器阵列用于通过设于协作机器人表面的若干个传感器单元来获取力矩感应信号；

所述控制器，用于根据传感器阵列获取的多个力矩感应信号，计算出合成力的受力点位置、合成力的力矩大小以及合成力的受力方向，并根据合成力的受力点位置、合成力的力矩大小以及合成力的受力方向来生成运动控制指令；

所述运动控制模块，用于根据控制器发送的运动控制指令，控制协作机器人的运动动作。

2.根据权利要求1所述的基于压力传感器阵列的协作机器人系统，其特征在于：所述示教器包括按键模块，所述按键模块用于获取用户的输入指令，并将输入指令发送到控制器。

3.根据权利要求1所述的基于压力传感器阵列的协作机器人系统，其特征在于：还包括报警装置，所述报警装置用于根据控制器的控制指令，进行报警提示。

4.根据权利要求1所述的基于压力传感器阵列的协作机器人系统，其特征在于：所述协作机器人还包括定位模块，所述定位模块用于获取协作机器人的位置信息。

5.基于压力传感器阵列的协作机器人系统的实现方法，其特征在于：包括以下步骤：

根据示教器设定的示教运动轨迹，控制协作机器人运动；

根据传感器阵列获取的若干个力矩感应信号，计算合成力的受力点位置、合成力的力矩大小以及合成力的受力方向；

根据合成力的受力点位置、合成力的力矩大小以及合成力的受力方向，生成运动控制指令；

根据运动控制指令，控制协作机器人的运动动作。

6.根据权利要求5所述的基于压力传感器阵列的协作机器人系统的实现方法，其特征在于：所述根据传感器阵列获取的若干个力矩感应信号，计算合成力的受力点位置、合成力的力矩大小以及合成力的受力方向这一步骤，包括以下步骤：

分别获取传感器阵列中多个传感器单元的受力点位置、力矩大小和受力方向；

根据多个传感器单元的力矩大小和受力方向，计算合成力的力矩方向向量；

根据合成力的力矩方向向量，计算合成力的力矩大小；

根据多个传感器单元的受力点位置，计算合成力的受力点位置。

7.根据权利要求5所述的基于压力传感器阵列的协作机器人系统的实现方法，其特征在于：所述根据运动控制指令，控制协作机器人的运动动作这一步骤，包括以下步骤：

判断协作机器人的运动停靠点是否为示教点，若是，则将运动停靠点记录为示教点，并执行下一步骤；反之，则返回根据示教器设定的示教运动轨迹，控制协作机器人运动这一步骤；

判断协作机器人的示教运动是否结束，若是，则停止协作机器人的运动动作；反之，则返回通过示教器设定的示教运动轨迹，控制协作机器人运动这一步骤，直至协作机器人的示教运动结束。

8.根据权利要求7所述的基于压力传感器阵列的协作机器人系统的实现方法，其特征在于：所述根据运动控制指令，控制协作机器人的运动动作这一步骤，还包括以下步骤：

判断传感器阵列是否收到接触力矩感应信号，若是，则通过控制器发出停止运动指令，然后控制协作机器人停止运动；反之，则执行下一步骤；

判断协作机器人是否运动结束，若是，则不做处理；反之，则返回通过示教器设定的示教运动轨迹，控制协作机器人运动这一步骤。

9.根据权利要求8所述的基于压力传感器阵列的协作机器人系统的实现方法，其特征在于：所述通过控制器发出停止运动指令，控制协作机器人停止运动这一步骤，还包括以下步骤：

判断协作机器人的运动故障是否已经排除，若是，则返回通过示教器设定的示教运动轨迹，控制协作机器人运动这一步骤；反之，则通过报警装置发出报警提示。

10.根据权利要求6所述的基于压力传感器阵列的协作机器人系统的实现方法，其特征在于：所述多个传感器单元按照设定间隙设于协作机器人外表面。