[发明专利]机器人及其碰撞检测方法和装置

说明书

本发明公开了一种机器人及其碰撞检测方法和装置，所述方法包括以下步骤：采集机器人的待检测关节的电流值；在每一时刻，将该时刻的电流值与之前预设间隔时刻的电流值作差，并取绝对值，得到该时刻的电流变化量；获取当前时刻之前连续多个时刻的电流变化量的最大值；根据最大值确定比较阈值；判断当前时刻电流变化量是否大于比较阈值；如果当前时刻电流变化量大于比较阈值，则判定待检测关节发生碰撞。本发明能够有效避免碰撞误检测，无需考虑动力学模型及摩擦力情况，成本较低，且易于实现。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人的碰撞检测方法、一种机器人的碰撞检测装置和一种机器人。

背景技术

协作机器人最大的优点就是其能够进行碰撞检测实现与人协作功能，而协作机器人在没有力矩传感器的情况下，碰撞力很难检测，但加入力矩传感器又会使其成本大大提高。

目前无力矩传感器的协作机器人进行碰撞检测大多采用两种方式：电流环方式和双编码器方式。电流环方式直接根据电力环(力矩)反馈和机器人系统动力学方程，估计出外力矩。这种方式最困难之处就是关节摩擦力估计，该摩擦力受到机器人位姿，转速，温度，油脂状况等多种因素影响，难以准确建模和辨识，所以应用较为困难且检测灵敏度低。双编码器方式利用了谐波减速器的特性，谐波减速器的刚度较低，这里其实是将谐波减速器当作一个关节力矩传感器使用，使用与柔性关节同样的算法也可以估计外力，但谐波减速器的刚度比力矩传感器还是要高很多，外力检测精度较低，但原理上也可以避免摩擦力的影响。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种机器人的碰撞检测方法，能够有效避免碰撞误检测，无需考虑动力学模型及摩擦力情况，成本较低，且易于实现。

本发明的第二个目的在于提出一种机器人的碰撞检测装置。

本发明的第三个目的在于提出一种机器人。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出的机器人的碰撞检测方法包括以下步骤：采集所述机器人的待检测关节的电流值；在每一时刻，将该时刻的电流值与之前预设间隔时刻的电流值作差，并取绝对值，得到该时刻的电流变化量；获取当前时刻之前连续多个时刻的电流变化量的最大值；根据所述最大值确定比较阈值；判断当前时刻电流变化量是否大于所述比较阈值；如果当前时刻电流变化量大于所述比较阈值，则判定所述待检测关节发生碰撞。

根据本发明的机器人的碰撞检测方法，通过采集机器人待检测关节的电流值，并对其当前时刻与预设间隔时刻的电流值作差取绝对值处理，得到相应的电流变化量，基于连续时间段的电流变化量的最大值确定比较阈值，将当前时刻电流变化量与比较阈值进行比较，根据比较结果判定待检测关节是否发生碰撞，由此，能够有效避免碰撞误检测，无需考虑动力学模型及摩擦力情况，成本较低，且易于实现。

另外，根据本发明上述实例提出的机器人的碰撞检测方法还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，获取当前时刻之前连续多个时刻的电流变化量的最大值，具体包括：对每一时刻的电流变化量进行存储，其中，存储空间满足第一预设数量的电流变化量的存储且遵循先进先出原则；取所述存储空间中前第二预设数量的电流变化量的最大值，其中，所述第二预设数量小于所述第一预设数量。

根据本发明的一个实施例，所述机器人的碰撞检测方法还包括：判断所述待检测关节是否发生速度换向或加速度突变；如果发生速度换向或加速度突变，则不对换向或突变前后的多个电流变化量进行存储，并在换向或突变后的多个时刻，将上一个最大值作为当前的最大值。

根据本发明的一个实施例，其中，所述最大值加上预设值得到所述比较阈值。