[发明专利]一种工业机器人的多元感知系统

说明书

本发明涉及工业机器人控制系统技术领域，更具体地说，涉及一种工业机器人的多元感知系统，通过将接收的语音信息进行识别，并生成工业机器人可执行的指令；通过采集工业机器人工作环境的图像信息，并根据所述图像信息实时调整工业机器人的运动行为；通过采集伺服电机中的电流，从而获取关节力矩，进行闭环力控拖动示教；通过实时计算施加于工业机器人的外部力矩，判断是否发生碰撞；并实时交互数据信息，并进行数据的处理和控制，从而能让传统工业机器人具备协作机器人的示教便利性、运行安全性，同时又保留其对力矩、声音、视觉多元感知的高速度和高精度。

技术领域

本发明涉及工业机器人控制系统技术领域，更具体地说，涉及一种工业机器人的多元感知系统。

背景技术

工业机器人是“制造业皇冠顶端的明珠”，其研发、制造、应用是衡量科技创新和高端制造业水平的重要标志。随着科学技术的发展和应用范围不断增大，人们对机器人的性能要求越来越高，除了广泛应用于工业自动化领域的传统工业机器人，还发展出了能够与人交互的协作机器人。这两种机器人各有优势，但也存在着不足。

传统工业机器人主要应用于工业自动化行业，如喷涂、码垛、打磨等应用十分广泛。这些应用的特点是动作简单、重复性高，这就要求工业机器人必须在较短的时间内完成更多的动作以提高生产率。因此，传统工业机器人普遍具有高速度、高精度的性能，在这种情况下，一旦与人或周围环境发生碰撞，将会造成不可挽回的损失；另一方面，工业机器人主要通过示教器示教的方式来实现机器人运动轨迹的编程，示教动作不够直观、编程效率较低。在示教编程的过程中，通常需要操作员与机器人保持比较近的距离，由于没有配备安全检测系统，也存在一定的安全隐患；协作机器人由于主打人机协作，为了保证安全性因而牺牲了运行速度，极大的限制了生产率。此外，协作机器人主要通过拖动示教的方式实现目标点位和轨迹的记录，在定位过程中，依靠人的眼睛和手来控制点位的精度，无法达到较高的定位精度。

在工业生产对机器人精度和速度的要求越来越高的今天，我们亟需设计一种让传统工业机器人具备协作机器人的示教便利性、运行安全性，同时又保留其高速度、高精度性能的多元感知系统。

发明内容

本发明为克服现有技术中的缺点与不足，提供了一种工业机器人的多元感知系统，本发明的目的在于提供一种让传统工业机器人具备协作机器人的示教便利性、运行安全性，同时又保留其对力矩、声音、视觉具有高速度、高精度的多元感知的系统。

为了达到上述目的，本发明提供一种工业机器人的多元感知系统，包括语音交互模块、安全监测模块、拖动示教模块、碰撞检测模块和安全决策模块；

所述语音交互模块，用于将接收的语音信息进行识别，并生成执行指令；

所述安全监测模块，用于采集工业机器人工作环境的图像信息，并根据所述图像信息调整工业机器人的运动行为；

所述拖动示教模块，用于采集伺服电机中的电流i，从而获取关节力矩T，进行闭环力控拖动示教，其中，T＝Kt*i，kt为伺服电机的转矩常数；

所述碰撞检测模块，用于计算施加于工业机器人的外部力矩，判断是否发生碰撞；

所述安全决策模块，用于与所述语音交互模块、安全监测模块、拖动示教模块、碰撞检测模块实时交互数据信息，并进行数据的处理和控制。

进一步，所述将接收的语音信息进行识别，并生成执行指令具体包括以下步骤：

步骤S11、将语音信息转换为文字信息；

步骤S12、将所述文字信息转换为运动控制信息；

步骤S13、判断所述运动控制信息是否能被工业机器人执行；

步骤S14、根据工业机器人的当前状态以及外部环境状态，判断执行所述运动控制信息是否安全；