[发明专利]协作型机器手臂的防夹方法

说明书

本发明公开一种协作型机器手臂的防夹方法，利用阻抗检测到碰触协作人员时，紧急停止机器手臂，并由运作模式切换至力矩模式，计算阻抗的大小，检查阻抗大于预设阀值时，机器手臂自动退至回复点位，将机器手臂由力矩模式切换至重力模式，随协作人员推开机器手臂，以利防夹。

技术领域

本发明涉及一种机器手臂，尤其是涉及人机协作型的工业机器手臂，在检测人机碰撞或紧急停止时，自动采取防护人员安全的方法。

背景技术

机器手臂具有灵活移动、精确定位及连续性作业的特性，虽然成为产品生产线上制造组装的最佳利器。但仍有机器手臂无法取代人的工作，需要人机协同作业。而在人机协作中，确保人员在机器手臂高速运作的环境中工作安全，成为人机协作的主要课题。

为了确保人员在机器手臂环境的工作安全，例如现有技术的美国专利案US8788093，在机器手臂的端末器(End Effector)设置力检测装置，当力检测装置检测机器手臂受到的外力超过预设的阀值时，即刻停止机器手臂，虽然可减轻对协作人员的伤害。但是协作人员如果被机器手臂夹住，停止的机器手臂，仍然保持夹住协作人员的姿势，受夹的协作人员可能无法自力脱困，前述现有技术并无法确保协作人员的工作安全。

因此，另有现有技术美国专利案US20160207197，检测机器手臂碰触到协作人员时，即刻停止机器手臂，以减轻对协作人员的伤害，并继续检测碰触协作人员的时间，假如持续碰触协作人员的时间不超出预设时间，则表示协作人员已自行远离，机器手臂不再动作，否则只要机器手臂持续碰触协作人员的时间超出预设时间，为了进一步确保协作人员的安全，将再命令机器手臂往远离协作人员的方向撤离一段预设距离，以避免碰触协作人员。

然而，前述现有技术机器手臂虽然在停止后，再往远离协作人员的方向撤离一段预设距离，以确保协作人员的安全。但是先前技术机器手臂撤离的距离如果预设距离不足，仍然无法让受夹的协作人员完全脱困，而撤离的方向已脱离原作业路径，可能需要校正调整，才能回复至原作业状态。此外，协作人员在历经受夹后，极可能惊慌失措随意乱闯，现有技术机器手臂撤离的方向，也可能再次夹住协作人员，造成协作人员更严重的伤害，而无法达到确保协作人员安全的目的。因此，如何在人机协作中确保协作人员的安全，是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种协作型机器手臂的防夹方法，在停止机器手臂且退至回复点位后，将机器手臂由力矩模式切换为重力模式，让协作人员随意推离机器手臂脱困，以确保协作人员的安全。

本发明的另一目的在于提供一种协作型机器手臂的防夹方法，在退至回复点位后，通过检测机器手臂的阻抗，检查碰触协作人员时，切换为重力模式，检查未碰触协作人员时，切回运作模式，由回复点位继续未完行程，以快速回复至机器手臂的运作状态。

为了达到前述发明的目的，本发明协作型机器手臂的防夹方法，在运作模式时，利用阻抗检测到碰触协作人员时，紧急停止机器手臂，判断造成协作人员受夹，并由运作模式切换至力矩模式，计算阻抗的大小，检查阻抗大于预设阀值时，机器手臂自动退至回复点位，接着将机器手臂由力矩模式切换至重力模式，随协作人员推开机器手臂。在检查阻抗不大于预设阀值，判断未造成协作人员受夹，将机器手臂切回运作模式，继续未完的作业。

本发明协作型机器手臂的防夹方法，将回复点位预设在机器手臂远离受夹的位置，或预设在特定坐标的位置，或预设在反阻抗的方向远离受夹的位置，或预设在运作模式的作业路径中受夹位置的前一作业点位。

本发明另一实施例协作型机器手臂的防夹方法，在机器手臂由力矩模式切换至重力模式前，检查阻抗等于零时，机器手臂切回运作模式，沿作业路径继续未完的作业。检查阻抗不等于零时，判断协作人员仍与机器手臂维持在碰触状态中，再将机器手臂由力矩模式切换至重力模式，以利协作人员推开机器手臂防夹。

附图说明

图1为本发明机器手臂在运作模式碰触协作人员的示意图；