[实用新型]一种机械臂碰撞检测系统

说明书

本实用新型涉及一种机械臂碰撞检测系统。系统包括若干设置在机械臂上的位置传感器单元、用于输入机械臂运行指令的指令单元、对机械臂碰撞进行仿真模拟的模拟单元，模拟单元包括模型生成单元、运动路径生成单元和碰撞计算单元，模型生成单元、运动路径生成单元分别与碰撞计算单元相连，若干位置传感器单元分别与模型生成单元相连，指令单元与路径生成单元相连。本实用新型的优点是：结构简单，构建方便。通过模拟预先判断机械臂是否发生碰撞，检测精度高，也避免了发生碰撞的意外。

技术领域

本实用新型涉及一种机械控制技术领域，尤其是涉及一种机械臂碰撞检测系统。

背景技术

在工业机器人作业过程中，若机械臂与工件和设备之间发生接触，易导致机械臂损坏和工件表面划伤。并对工作人员的安全构成了威胁。如何避免碰撞至关重要。现有机器人作业中对于碰撞检测大多直接采用在机械臂上安装用于检测碰撞的传感器，通过传感器判断是否发生碰撞，若发生碰撞则进行紧急制动。这种方式还存在一些不足：构建较为复杂；检测精度不够高，且仍然存在发生碰撞的问题。

发明内容

本实用新型主要是解决上述技术问题，提供了一种机械臂碰撞检测系统。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种机械臂碰撞检测系统，包括若干设置在机械臂上的位置传感器单元、用于输入机械臂运行指令的指令单元、对机械臂碰撞进行仿真模拟的模拟单元，模拟单元包括模型生成单元、运动路径生成单元和碰撞计算单元，所述模型生成单元、运动路径生成单元分别与碰撞计算单元相连，若干位置传感器单元分别与模型生成单元相连，指令单元与路径生成单元相连。

本实用新型能够利用仿真模型预测出机械臂在运行过程中是否发生碰撞，从而在机器人作业过程中防止了机械臂与工件、设备之间发生接触，造成机械臂损坏、工件表面划伤，以及对工作人员造成安全威胁的问题。模型生成单元根据机械臂上的位置传感器信息，审查机械臂的模型。

作为一种优选方案，指令单元包括指令输入单元和位置信息转换单元，指令输入单元与位置信息转换单元相连，位置信息转换单元与路径生成单元相连。本方案中指令输入单元用于用户输入对机械臂测试的操作指令。位置信息转换单元将操作指令转换成相应的位置坐标信息，由路径生成单元根据位置传感单元的信息和机械臂初值位置信息，审查机械臂给部分移动的路径图。

作为一种优选方案，还包括设置在机械臂各关节上的角度检测单元，所述角度检测单元与碰撞计算单元相连。本方案中角度检测单元设置在机械臂关节上，且一般都设置在尺寸较大，活动范围最广的机械臂上。角度检测单元检测该机械臂关节转动角度，碰撞计算单元根据指令单元的信息计算该机械臂在运行过程中转动的角度，并在角度达到非接触角的时候，判定该机械臂上下部分的机械臂不进行碰撞。这里机械臂存在若干个，共同构成一个机械臂机构，通过对非接触角的检测，可以更快的获得是否碰撞性。提高了系统工作效率。

作为一种优选方案，还包括机械臂模型数据库单元和调用单元，机械臂模型数据库单元与调用单元相连，调用单元与模型生成单元相连。机械臂模型数据库单元内存储有多种机械臂的模型，当用要对某一机械臂进行碰撞测试时，可用通过调用数据库单元内模型，再根据位置传感器单元调节后机械臂初始位置，这样可以避免系统每次都需要根据机械臂上的位置传感器单元去建立机械臂模型，加快了计算速度，提高了工作效率。调用单元根据用户输入的机械臂数据去机械臂模型数据库单元内查找相应的模型。

作为一种优选方案，还包括场景数据单元，场景数据单元与模型生成单元相连。场景数据单元存储有要测试机械臂碰撞的各种场景，场景数据单元将场景数据如工件或设备位置信息发送给模型生成单元，有模型生成单元生成工件或设备的模型。

因此，本实用新型的优点是：结构简单，构建方便。通过模拟预先判断机械臂是否发生碰撞，检测精度高，也避免了发生碰撞的意外。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构框示图。