[发明专利]一种多关节机器人碰撞检测方法及其装置

说明书

本发明公开了一种多关节机器人碰撞检测方法及其装置，该方法包括：A、采集机器人正常工作状态下，规划路径的全程运动过程中关节电机电流变化数据，计算得到标准电流数据；B、在所述机器人运行时，将机器人关节电机的实时电流数据、所述标准电流数据输入碰撞检测模块进行对比，若输出结果为第一结果，则代表机器人发生碰撞；若输出结果为第二结果，则代表机器人工作正常。采用本发明，能够解决传统无碰撞检测功能的机器人需要安装辅助装置导致占地过大和实现碰撞检测功能带来的硬件成本过高的问题。

技术领域

本发明涉及工业机器人技术，尤其涉及一种多关节机器人碰撞检测方法及其装置。

背景技术

目前，工业机器人在生产中已经得到了广泛的应用，随着其应用范围的不断扩大，人们对机器人的安全性要求日益提高，机器人碰撞检测功能是保证机器人与操作员安全的一项重要功能。

现有的不具备碰撞检测功能的机器人，一般要通过设置安全围栏或者安全光幕等辅助安全装置的方式阻止人员接近，设置这些辅助安全装置需要占用较大的场地面积或空间。具有碰撞检测功能的机器人，通常使用力矩传感器或者复杂算法计算当前关节力矩的方式进行检测，会耗费较大的计算资源，且需要使用高性能处理器，还会导致成本上升。也有的机器人，是通过在机械结构上添加大量传感器的方式判断是否有碰撞发生，该种方式下额外增加的传感器也会导致成本的增加。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种多关节机器人碰撞检测方法及其装置，以解决传统无碰撞检测功能的机器人需要安装辅助装置导致占地过大和实现碰撞检测功能带来的硬件成本过高的问题。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种多关节机器人碰撞检测方法，包括如下步骤：

A、采集机器人正常工作状态下，规划路径的全程运动过程中关节电机电流变化数据，计算得到标准电流数据；

B、在所述机器人运行时，将机器人关节电机的实时电流数据、所述标准电流数据输入碰撞检测模块进行对比，若输出结果为第一结果，则代表机器人发生碰撞；若输出结果为第二结果，则代表机器人工作正常。

其中：步骤A中所述计算得到标准电流数据的过程，包括：

A1、利用主控制器发送控制指令，启动现场可编程门阵列FPGA打开对机器人关节电机的采样电流数据上传功能；

A2、在所述机器人运动过程中，通过主控制器将每次路径规划点位及FPGA回传的关节电机的电流数据进行匹配，并储存在内存中；

A3、重复步骤A1～步骤A2采集多组所述关节电机的电流数据，并对同一时刻的所述多组电流数据取平均，生成电流数据平均值，即得到标准电流数据。

步骤B中所述将机器人关节电机的实时电流数据、所述标准电流数据输入碰撞检测模块进行对比的过程，包括：

B1、将所述标准电流数据与预设的上限系数通过上限乘法器相乘、将所述标准电流数据与预设的下限系数通过下限乘法器相乘，分别得到上限电流偏差值和下限电流偏差值；所述上限系数为大于1的常数，所述下限系数为小于1的常数；

B2、将实时关节电机的电流数据并行输入上限比较器、下限比较器，再分别与所述上限电流偏差值、下限电流偏差值进行比较，然后将上述比较输出结果再输入“或”门进行“或”运算。

进一步地，步骤B2所述将实时关节电机的电流数据并行输入上限比较器、下限比较器，分别与所述上限电流偏差值、下限电流偏差值进行比较的比较输出结果，具体为：

若实时电流数据大于上限电流偏差值时上限比较器输出逻辑真“1”，若实时电流数据小于上限电流偏差值时上限比较器输出逻辑假“0”；或，