[发明专利]机器人通用安全控制装置

说明书

本发明涉及一种机器人通用安全控制装置，包括机器人控制系统、与机器人控制系统连接的若干驱动器，将驱动器连接到机器人的若干驱动电机；机器人控制系统包括主控制器、以及分别与主控制器连接的安全控制器；主控制器用于对机器人进行路径规划、运动插补运算、人机交互处理；安全控制器用于接收与安全相关的信号，并控制完成机器人的安全保护功能，当机器人处于危险状态或保护状态时，对机器人进行安全状态保护动作；安全控制器包括安全控制板和安全执行板；安全控制板包括两块CPU，输入与输出安全信号，均采用双路冗余设计，可及时对相关错误信息的提示，预防危险发生。

技术领域

本发明涉及机器人控制领域，更具体的说，是涉及一种机器人通用安全控制装置。

背景技术

机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。机器人的动作由执行机构完成，机器人的执行机构通过预先编排好的程序进行运动。

随着机器人的普及，机器人的安全控制问题越来越受到重视，现有的机器人安全功能一般由机器人控制器或专用安全控制模块实现。采用机器人控制器这种方式的缺点是：控制器既要完成运动规划、通信控制等功能，还要完成机器人安全控制功能，如果控制器运行过程中出现问题，机器人将一直处于一种非安全状态；而采用专用安全控制模块的缺点是：需要根据每种类型的机器人量身定制与其配套的安全控制器，如果机器人类型较多，则开发成本较高，且不便于大规模投入使用。

发明内容

有鉴于此，有必要针对上述问题，提供一种机器人通用安全控制装置，可以普遍适用于大部分机器人系统，减少研发成本。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种机器人通用安全控制装置，包括机器人控制系统、与机器人控制系统连接的若干驱动器，将驱动器连接到机器人的若干驱动电机；

所述机器人控制系统包括主控制器、以及与主控制器连接的安全控制器；

所述主控制器用于对机器人进行路径规划、运动插补运算、人机交互处理；

所述安全控制器用于接收与安全相关的信号，并控制完成机器人的安全保护功能，当机器人处于危险状态或保护状态时，对机器人进行安全状态保护动作；

所述安全控制器包括安全控制板和安全执行板；所述安全控制板包括两块CPU，两路IO输入信号分别通过一光耦隔离电路进入到两块CPU，若两路信号不一致，则机器人进入安全保护状态；所述安全执行板包括强制导向继电器，所述两块CPU各自输出IO输出信号，并分别通过光MOS管输出到对应的强制导向继电器，所述强制导向继电器的状态通过光耦隔离电路回馈到相应的CPU中，所述两路IO输出信号串联。

作为优选的，还包括系统IO板、用户IO板，所述系统IO板用于处理与安全无关的信号，所述用户IO板采用信号采集与输出的方式，供用户输入控制信号。

作为优选的，所述安全控制板还包括陀螺传感器，所述陀螺传感器通过I2C电路与两块CPU相连，所述陀螺传感器采集的传感器信号在CPU中进行解析，当通过传感器信号判断出机器人底座、控制柜处于位移状态时，机器人进入安全保护状态。

作为优选的，所述安全执行板还设有手动松抱闸电路、示教盒接口、急停扩展模块接口、控制柜接口、驱动器接口、接触器接口、限位抱闸接口、外部急停安全门接口、IO板接口、执行板接口和安全输出接口，所述安全输出接口连接所述强制导向继电器。

作为优选的，所述两块CPU通过通用异步收发传输器连接。

进一步的，所述两块CPU的所有信息都通过通用异步收发传输器进行验证，若两块CPU的状态信息不一致，则机器进入安全保护状态。