[发明专利]机械臂防碰撞系统、方法及存储介质

说明书

本发明公开了机械臂防碰撞系统、方法及存储介质。其中，方法包括：利用安装在机械臂末端的一个MEMS传感器测量得到机械臂末端的速度和加速度信息，并将所测得的速度和加速度信息与标准的速度和加速度信息进行比较，在比较结果显示偏差超出设定阈值时，通过分析MEMS所测得的速度和加速度在一设定时间段内的变化趋势，来确定是碰撞发生还是其他原因导致的振动问题，并在碰撞发生时，对机械臂进行防护控制。本发明实施例中的技术方案，可最大限度的避免碰撞造成的机械臂及障碍物的损坏，并且成本较低。

技术领域

本发明涉及控制领域，特别是一种机械臂防碰撞系统、方法及存储介质。

背景技术

机械臂，也被称为自动臂，机械手等，是能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，广泛应用于机械制造、冶金、手术医疗等的自动控制领域。

但实际应用中，有时会由于操作人员没留意机械臂的运动或机械臂被误操作等原因，造成机械臂与人员或其他障碍物等发生碰撞，这样一方面有可能会造成对人员的伤害，另一方面也可能会造成对机械臂或障碍物的损坏。因此为了使得自动控制设备更安全并减少对于机械臂本身造成损坏的可能性，需要对自动控制设备的机械臂进行防碰撞设计。

目前，有些防碰撞设计中会使用测力计，用于测量障碍物施加到机械臂上的力或力矩。有些防碰撞设计中会基于提前确定的马达驱动器工作电流的动态模型以及当前检测的马达驱动器的实际电流值来比较确定是否存在碰撞。此外，本领域内的技术人员还在寻找其它的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例中一方面提出了一种机械臂防碰撞系统，另一方面提出了一种机械臂防碰撞方法及存储介质，用以有效防止人员及其他障碍物和机械臂本身之间的严重碰撞。

本发明实施例中提供的机械臂防碰撞系统，所述机械臂能够在对应的电机驱动器及电机的驱动下沿预先规划的工作轨迹运动；所述装置包括：

一MEMS传感器，其安装在所述机械臂的末端侧，且所述MEMS传感器包括一加速计和一陀螺仪；所述加速计用于在所述机械臂的运动过程中，获取线加速度信息；所述陀螺仪用于在所述机械臂的运动过程中，获取角速度信息；

一数据处理模块，用于接收来自所述MEMS传感器的线加速度信息和角速度信息，对所述线加速度信息进行积分处理，得到线速度信息，对所述角速度信息进行求导处理，得到角加速度信息；对所述线加速度信息、线速度信息、角速度信息以及角加速度信息进行处理，得到机械臂末端侧的实测线加速度、实测线速度、实测角速度和实测角加速度；