[实用新型]协作机器人的安全机构

说明书

本实用新型属于机器人技术领域，特别涉及一种协作机器人的安全机构。包括机器人本体、安全机构及平台，其中机器人本体的底部设有与平台定位连接的多个本体支撑组件，各本体支撑组件分别对应一设置于平台上的安全机构，安全机构用于对本体支撑组件进行柔性压紧，从而使机器人本体相对平台固定，一本体支撑组件通过六维传感器与机器人本体连接，六维传感器用于检测机器人本体所受外界力的大小，并将数据传给机器人控制系统，机器人控制系统通过比较所受外力与额定力大小，来判断安全机构是否动作。本实用新型结合机器人运动速度和运动姿态特性，采用在机器人底部增加多组安全控制及检测组件的方式，保障人类与机器人在一起协同工作过程中的安全。

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，特别涉及一种协作机器人的安全机构。

背景技术

工业4.0的实现，智能化的发展，把越来越多的操作工提升为工程师来管理更多的机器人，以创造更多的产能。由此可见，保证人机协作过程中人的安全很关键的。现有机器人主要的安全技术实现方案有以下几种：(1)将物理的围栏换成了虚拟围栏、检测到有人靠近时自动停止；(2)主动的安全探测手段，例如3D视觉，多线激光雷达等，用来代替被动的传感器；(3)基于机器人关节外力矩观测器的方法，实现对外部碰撞力作用在关节上的力矩的观测。通过机器人正常运行时的观测值进行关节摩擦力矩模型求解，使得观测值只受碰撞力的影响。当观测值超出预设的阈值时认为机器人发生碰撞，机器人立刻停止运行，避免在人机协作过程中对人体造成伤害。(4)基于视觉的协作机器人安全控制方法。该方法结合视觉三维重建与轨迹规划技术，在仿真环境中对人机协作场景进行实时三维重建，并结合机器人自身模型进行避障轨迹规划。

以上现有协作机器人安全技术实现方案，安全功能本身还比较初级，仍然不算是完整的协作安全技术，不能从根本上保障人类与机器人在一起协同工作过程中的安全。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种协作机器人的安全机构，以规避目前协作机器人安全技术方案的功能缺陷，避免不完整的协作安全技术，从根本上保障人类与机器人在一起协同工作过程中的安全。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种协作机器人的安全机构，包括机器人本体、安全机构及平台，其中机器人本体的底部设有与平台定位连接的多个本体支撑组件，各本体支撑组件分别对应一设置于所述平台上的安全机构，所述安全机构用于对本体支撑组件进行柔性压紧，从而使机器人本体相对平台固定，其中一本体支撑组件通过六维传感器与所述机器人本体连接，所述六维传感器用于实时检测机器人本体所受外界力大小，并将数据实时传给机器人控制系统，机器人控制系统通过比较所受外力与额定力大小，来实时判断所述安全机构是否动作。

所述安全机构包括压块、弹性部件、推力组件及推力气缸，其中推力气缸设置于所述平台上、且输出端与推力组件连接，所述压块通过弹性部件与所述平台连接，且一端通过铰链轴与所述推力组件转动连接，所述推力气缸推动所述压块伸出且压紧所述本体支撑组件。

所述推力组件包括连接法兰及设置于所述连接法兰同一侧的铰接座和定位凸台，其中铰接座位于定位凸台的上方，所述铰接座与所述铰链轴连接，所述定位凸台与位于上方的所述压块平面接触。

所述弹性部件包括两个弹簧，所述压块的两侧分别通过两个弹簧与所述平台连接。

所述压块的两侧设有弹簧上固定销，所述平台上设有两个弹簧下固定销，所述弹簧的两端分别与弹簧上固定销和弹簧下固定销连接。

所述压块的底部设有限位凸起。

所述本体支撑组件的下端与所述平台之间通过弧面配合定位。

所述本体支撑组件包括圆柱支撑体及设置于所述圆柱支撑体下端的半球体，所述半球体的直径大于所述圆柱支撑体的直径，形成环形的压紧台面，所述平台上设有用于与所述半球体配合的凹槽。