[实用新型]一种机器人的控制系统

说明书

本实用新型公开了一种机器人的控制系统，该系统包括控制器、电流传感器、编码器、驱动器和刹车驱动器。该控制器，用于获取电流传感器对目标电机检测到的实际电流值并据此计算目标电机的实际输出力矩，获取编码器检测到的目标关节的位置、角速度和角加速度并据此计算目标电机的理论输出力矩，计算实际输出力矩和理论输出力矩之间的差值，若该差值大于力矩差阈值则向所述驱动器发送第一控制指令和/或向所述刹车驱动器发送第二控制指令，第一控制指令和第二控制指令均用于控制机器人执行安全防护动作。本申请实施例在确定机器人发生碰撞的情况下就可以使机器人主动触发安全防护的动作，从而避免碰撞对操作人员的伤害，同时也避免碰撞损坏机器人本身。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别是涉及一种机器人的控制系统。

背景技术

随着机器人技术的发展，目前机器人已经能够应用到许多不同的领域。在许多具有高灵活度、高柔性等操作要求的领域中，由于机器人目前还难以满足这样的操作要求，因此，机器人通常需要与操作人员在同一空间内共同协作。例如，在医药、视频、物流等行业中，通常工业机器人与操作人员会在一起协作完成工作。在机器人与操作人员共同协作的过程中，由于两者处于同一空间，机器人很可能会碰撞到操作人员。这种碰撞很可能会伤害到操作人员，同时也很可能会损坏机器人本身。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种机器人的控制系统，以使得机器人在发生碰撞的情况下能够被触发安全防护的动作，从而避免碰撞对操作人员的伤害，同时也避免碰撞损坏机器人本身。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种机器人的控制系统，该系统包括：

控制器、电流传感器、编码器、驱动器和刹车驱动器；

所述控制器，用于获取电流传感器对目标电机检测到的实际电流值并根据所述实际电流值计算所述目标电机的实际输出力矩，获取目标关节的位置、角速度和角加速度并根据所述目标关节的位置、角速度和角加速度计算所述目标电机的理论输出力矩，计算所述实际输出力矩和所述理论输出力矩之间的差值，若所述差值大于力矩差阈值则向所述驱动器发送第一控制指令和/或向所述刹车驱动器发送第二控制指令；

所述电流传感器，用于对所述机器人的目标电机进行电流检测，以获得实际电流值并传送给所述控制器；

所述编码器，用于对目标关节的位置信息进行检测，以获得所述目标电机的位置、角速度和角加速度并传送给所述控制器；其中，所述目标关节是所述机器人上被所述目标电机控制的机械臂关节；

所述驱动器，用于按照所述第一控制指令，控制机器人执行安全防护的动作；

所述刹车驱动器，用于按照所述第二控制指令，控制机器人执行安全防护的动作。

可选的，所述实际输出力矩具体为所述实际电流值与所述目标电机的转矩系数通过非线性相乘而得到的。

可选的，所述理论输出力矩包括所述目标关节的惯量、科氏力和离心力、库伦摩擦力、粘性摩擦力和重力所产生的力矩；

所述目标关节的惯量所产生的力矩由所述目标关节角加速度确定；

所述目标关节的科氏力和离心力所产生的力矩由所述目标关节的位置和角速度确定；

所述目标关节的库伦摩擦力所产生的力矩由所述目标关节的角速度确定；

所述目标关节的粘性摩擦力所产生的力矩由所述目标关节的角速度确定；

所述目标关节的重力所产生的力矩由所述目标关节的位置确定。

可选的，所述目标关节的角速度是通过对所述目标关节的位置进行差分和滤波得到的，所述目标关节的角加速度对所述目标关节的角速度进行差分和滤波得到的。

可选的，