[发明专利]一种协作机器人碰撞安全测试系统和测试方法

说明书

本发明公开了一种协作机器人碰撞安全测试系统和测试方法，属于协作机器人技术领域。该测试系统包括实验台、角度调节座、力觉系统、同步控制系统和测试仪；所述角度调节座固定在所述实验台的侧面上；根据机器人撞击角度的不同，力觉系统的固定底座固定在实验台的上表面或者角度调节座上；所述同步控制系统和测试仪固定在实验台的上表面上；所述力觉系统通过通讯线缆与同步控制系统输入端相连接，同步控制系统的输出端连接测试仪。本发明的测试系统和方法专门用于测试协作机器人接触力，使用方便、测量工作效率高。

技术领域

本发明涉及协作机器人技术领域，具体涉及一种协作机器人碰撞安全测试系统和测试方法。

背景技术

工业场合使用的机器人中，为了保证操作人员的安全，会在机器人运动区域的周围安装光栅等装置，确保操作人员接近机器人时的安全性。近年来，随着3C等行业的快速发展，迫切需要使用能够与人共享作业空间的机器人，因此人机协作型机器人受到广泛关注。

当协作机器人力控制功能失效时，导致碰撞力超过人体阈值，造成人员肢体伤害；制动能力差，导致机器人无法保持安全距离并停止，容易撞击操作者。目前，在国际标准ISO/TS 15066《协作型机器人设计标准》中，明确规范机器人在发生碰撞时接触力的极限值，并要求在遇到操作人员时自动停止。因此，在协作机器人安全测试中必须对接触力进行相关测量。目前还没有一款专门用于测试协作机器人接触力的专业安全测试系统。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种协作机器人碰撞安全测试系统和测试方法，该测试系统和方法专门用于测试协作机器人接触力。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种协作机器人碰撞安全测试系统，包括实验台、角度调节座和力觉系统；其中：所述角度调节座固定在所述实验台的侧面上；所述力觉系统包括固定底座，固定底座是由相垂直连接的底板和侧板组成，根据机器人撞击角度的不同，固定底座通过螺钉将底板固定在实验台的上表面或者通过螺钉将侧板固定在角度调节座上；力觉系统的固定底座安装在角度调节座上。

该测试系统还包括同步控制系统和测试仪，所述同步控制系统和测试仪固定在实验台的上表面上；所述力觉系统中的压力分布传感器和力传感器通过通讯线缆与同步控制系统输入端相连接，同步控制系统的输出端连接测试仪。

所述角度调节座为板状铝型材，长度为1200mm，其作用为通过高度的调节模拟测试中被撞击人体的各个身体部位；所述实验台的侧面设有条形凹槽，角度调节座置于凹槽内并能通过调节在凹槽内位置实现角度调节座高度的调整。

所述力觉系统还包括压力分布传感器、碰撞板、弹簧、力传感器和支撑结构；其中：所述压力分布传感器设于碰撞板上表面，碰撞板通过支撑结构固定在固定底座的底板上；所述支撑结构包括支撑杆和滑轨，支撑杆能够在滑轨内自由滑动。

所述固定底座的底板上设有柱状平台，滑轨分布于柱状平台的外边缘位置并固定在底座上；所述力传感器设于柱状平台上，力传感器与碰撞板之间设有弹簧。

所述力觉系统中，碰撞板受到的撞击力与压力分别由压力分布传感器与力传感器检测并将相关信息传输到测试仪，由测试仪对力觉系统检测得到的数据进行分析处理。

利用所述测试系统进行的协作机器人综合安全测试方法，包括如下步骤：

1)测试前准备：

将协作机器人固定于实验台上的测试区域中，打开测试系统开关；根据ISO/TS15066标准中人体模型的位置，调节角度调节座的高度，将力觉系统的固定底座安装在角度调节座上将力觉系统固定在角度调节座上；设置完成后，则开始做相关测试；

2)测试机器人撞击力与压力分布：