[发明专利]一种确保机器人力边界限制的安全系统

权利要求书

1.一种工业机器人，包括：

底座；机械臂，一端连接于底座，另一端为工具端，所述机械臂包括多个机械臂部分以及连接相邻机械臂部分的关节，所述关节包括肘部关节；

安全控制系统，其特征在于，所述安全控制系统包括：

设置模块，用于设置所述工业机器人的力边界，以限制所述工业机器人安全运行时目标力的范围；

检测模块，用于检测所述机器人的实时关节转矩；

控制模块，包括第一控制模块和第二控制模块，所述第一控制模块用于根据所述力边界获取关节转矩，判断所述机器人的实时关节转矩超过所述关节转矩时，控制所述机器人执行预设动作；所述第二控制模块用于根据所述实时关节转矩获取目标力，判断所述目标力超过力边界时，控制所述机器人执行预设动作。

2.根据权利要求1所述的工业机器人，其特征在于，所述预设动作包括：机器人产生报警信号、机器人停机、机器人减速运行至少其一。

3.根据权利要求1所述的工业机器人，其特征在于，所述控制模块用于当所述目标力接近力边界时，调整所述机器人的工作轨迹以使得所述目标力在力边界限定的范围内工作。

4.根据权利要求1所述的工业机器人，其特征在于，所述目标力包括肘部力、工具力至少其一，所述力边界相应包括工具力边界、肘部力边界至少其一。

5.根据权利要求1所述的工业机器人，其特征在于，所述检测模块包括第一检测模块和第二检测模块，所述第一检测模块和第二检测模块分别获取所述实时关节转矩。

6.根据权利要求5所述的工业机器人，其特征在于，所述检测模块包括电流传感器、电机编码器与速度/加速度传感器、关节转矩传感器中的一类或两类。

7.根据权利要求1所述的工业机器人，其特征在于，所述第二控制模块根据关节转矩和机器人动力学模型获取所述目标力。

8.一种工业机器人的安全控制方法，所述工业机器人包括：底座；机械臂，一端连接于底座，另一端为工具端，所述机械臂包括多个机械臂部分以及连接相邻机械臂部分的关节，所述关节包括肘部关节；安全控制系统，包括设置模块、检测模块、控制模块，所述控制模块包括第一控制模块和第二控制模块；其特征在于，所述控制方法包括：

设置模块设置所述工业机器人的力边界，以限制所述工业机器人安全运行时目标力的范围；

检测模块检测机器人的实时关节转矩；

第一控制模块根据所述力边界获取关节转矩，判断所述机器人的实时关节转矩是否超过所述关节转矩；

第二控制模块根据所述实时关节转矩获取目标力，判断所述目标力是否超过力边界；

所述第一控制模块和第二控制模块至少其一判断结果为超过时，相应的控制模块控制所述机器人执行预设动作。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述预设动作包括：机器人产生报警信号、机器人停机、机器人减速运行至少其一。

10.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述目标力包括肘部力、工具力至少其一，所述力边界相应包括工具力边界、肘部力边界至少其一。