[发明专利]一种确保机器人力边界限制的安全系统

说明书

本发明涉及一种确保机器人力边界限制的安全系统，工业机器人包括：底座；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；安全控制系统，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，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；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。本发明的有益效果是：工业机器人目标力的安全性判断的可靠性较好。

技术领域

本发明涉及一种工业机器人领域，特别是涉及一种工业机器人。

背景技术

随着社会的发展，机器人开始广泛应用于多个领域，例如家用机器人、工业机器人、服务机器人等。工业机器人是主要面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人，工业机器人包括传统的工业机器人以及协作机器人，协作机器人作为工业机器人中的轻型机器人，能够与人协作高效的完成工作，可以高精度和高效率的完成危险环境的工作，因此受到越来越多用户的青睐。

协作机器人在工作中，需要与人近距离的互动合作，为了更好的实现人机协作，同时能够保障使用者的人身安全，协作机器人的安全性能是一项核心指标。常规的协作机器人具有安全检测系统，例如通过不正常转矩对碰撞障碍物的检测，通过电容传感器对人体接近协作机器人的检测，但这些检测本身精度有限，可靠度不足。同时，协作机器人的安全性需要众多参数共同监控，需要保证各个参数均能够满足安全性的要求，复杂的安全性环境下，对协作机器人的安全性设计提供了不小的挑战。

因此，有必要设计一种针对目标力安全性检测可靠性较好的工业机器人。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种针对目标力安全性检测可靠性较好的工业机器人。

本发明可采用如下技术方案：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。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，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。