[发明专利]一种工业机器人的避障方法、装置和系统

权利要求书

1.一种工业机器人的避障方法，其特征在于，包括：

实时跟踪监测对象在工业机器人的分级保护区域内的运动状态；

在所述监测对象位于所述分级保护区域内的第一区域时，根据所述运动状态，控制所述工业机器人避开所述监测对象的运动路径向目标工作位置运动；

在所述监测对象位于所述分级保护区域内的第二区域时，根据人工势场法确定所述工业机器人的目标位姿引力场和障碍物斥力场，并根据所述目标位姿引力场和和障碍物斥力场，控制所述工业机器人向所述目标工作位置运动，所述第二区域相对与所述第一区域靠近所述工业机器人；

以及

在所述监测对象与所述工业机器人发生碰撞时，根据机器人的柔顺控制，控制所述工业机器人产生主动柔顺。

2.如权利要求1所述的避障方法，其特征在于，所述根据所述运动状态，控制所述工业机器人避开所述监测对象的运动路径向目标工作位置运动，包括：

根据所述运动状态，建立所述工业机器人和所述监测对象的运动关系模型，生成所述工业机器人的避障路径；

根据所述避障路径和所述工业机器人的当前运动路径，并在所述工业机器人能够避开所述监测对象时，控制所述工业机器人避开所述监测对象的运动路径向目标工作位置运动。

3.如权利要求2所述的避障方法，其特征在于，所述控制所述工业机器人避开所述监测对象的运动路径向目标工作位置运动时，所述方法还包括：

若所述工业机器人无法避开所述监测对象，则控制所述工业机器人进行减速。

4.如权利要求1所述的避障方法，其特征在于，所述根据人工势场法确定所述工业机器人的目标位姿引力场和障碍物斥力场，包括：

在所述工业机器人的工作环境中构造人工势场，所述人工势场中包括斥力极和吸引极,其中，所述斥力极为所述运动路径和所述工业机器人不能进入的区域，并根据所述斥力极构建所述障碍物斥力场，所述引力极为目标工作位置及所述工业机器人能够进入的区域,并根据所述引力极和目标工作位置构建所述目标位姿引力场。

5.如权利要求1所述的避障方法，其特征在于，所述根据机器人的柔顺控制，控制所述工业机器人产生主动柔顺，具体包括：

根据所述工业机器人的电子皮肤触觉反馈信息和机械臂电流反馈信息，建立阻抗控制模型，并通过阻抗控制使得所述工业机器人的机械臂产生主动柔顺。

6.一种工业机器人的避障装置，其特征在于，包括：

实时跟踪单元，用于实时跟踪监测对象在工业机器人的分级保护区域内的运动状态；

第一控制单元，用于在所述监测对象在所述分级保护区域内的第一区域时，根据所述运动状态，控制所述工业机器人避开所述监测对象的运动路径向目标工作位置运动；

第二控制单元，用于在所述监测对象在所述分级保护区域内的第二区域时，根据人工势场法确定所述工业机器人的目标位姿引力场和障碍物斥力场，并根据所述目标位姿引力场和和障碍物斥力场，控制所述工业机器人向所述目标工作位置运动，所述第二区域相对与所述第一区域靠近所述工业机器人；

以及

第三控制单元，用于在所述监测对象与所述工业机器人发生碰撞时，根据机器人的柔顺控制，控制所述工业机器人产生主动柔顺。

7.一种工业机器人的避障系统，其特征在于，包括工业机器人、视觉模块、触觉模块和控制模块；

所述视觉模块用于在建立工业机器人的分级保护区域后，提供跟踪监测对象在所述分级保护区域内运动时的运动状态信息；

所述触觉模块用于提供所述工业机器人的电子皮肤触觉反馈信息和机械臂电流反馈信息；

所述控制模块用于根据所述视觉模块和触觉模块提供的信息，控制所述工业机器人针对所述监测对象进行避障运动。

8.如权利要求7所述的避障系统，其特征在于，所述视觉模块为3D视觉模块，所述触觉模块为电子皮肤。