[发明专利]一种应用于机器人非接触式人体碰撞检测装置及其方法

说明书

本发明公开了一种应用于机器人非接触式人体碰撞检测方法及装置，属于机器人术领域，包括数个感应器、数个模拟量采集器和后端处理器，每一个感应器分别通过一个模拟量采集器连接后端处理器，解决了高效低成本的机器人人体识别的技术问题，本发明使得碰撞检测无需真正的碰撞，其属于感应式“碰撞”检测，安全性高，本发明成本低廉，只需简单的电路设计，感应器采用机器人本体，大大降低了机器人的应用成本，本发明扩展了机器人的应用场景，使其兼容人体和机器人共同工作的场景。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，尤其涉及一种应用于机器人非接触式人体碰撞检测装置及其方法。

背景技术

在现有的一些机器人碰撞检测方法中，大都基于人或者物体接触机器人本体导致电流波动亦或者通过检测位置变化的滞后性来实施碰撞检测的。这两种方法都是基于接触式的碰撞检测，但在实际生产生活中，需要机器人提前避免一些碰撞的发生，特别是与人的碰撞，这使得前面所述两种方法无法满足需求。

通过视觉，红外，超声波等传感器可以部分满足需求，它们的共同缺点在于成本高昂，而且做不到全方位覆盖，这不利于机器人的全行业推广。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用于机器人非接触式人体碰撞检测装置及其方法，解决了高效低成本的机器人人体识别的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种应用于机器人非接触式人体碰撞检测装置，包括数个感应器、数个模拟量采集器和后端处理器，每一个感应器分别通过一个模拟量采集器连接后端处理器；

模拟量采集器包括用于放大感应器采集到的电压信号的放大电路和用于滤波的滤波电路；

感应器包括三点式电容振荡器，三点式电容振荡器包括电感L、电容C1、传感器G、三极管BG1、二极管D1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C2和电容C3，电感L1的1脚通过电容C1连接地线、2脚连接传感器G的1脚，传感器G的2脚与地线之间存在分布电容C0，传感器G的1脚还通过电容C3连接三极管BG1的基极，三极管BG1的发射极通过电阻R2连接地线，三极管BG1的基极还通过电阻R3连接正电源，三极管BG1的基极还连接二极管D1的正极，二极管D1的负极通过电阻R4连接地线，三极管BG1的集电极通过电阻R1连接正电源，电感L的1脚通过电容C2连接三极管BG1的继电器，三极管BG1的基极还连接模拟量采集器。

优选的，所述传感器G为粘贴在机器人表面上的金属膜。

优选的，所述放大电路为电压放大电路，由放大器及其外围电路构成，所述滤波电路用于对放大器的输入端信号和输出端信号进行滤波。

优选的，所述后端处理器为工控机。

一种应用于机器人非接触式人体碰撞检测方法，包括如下步骤：

步骤1：建立一种应用于机器人非接触式人体碰撞检测装置；

步骤2：当机器人启动时，感应器根据以下方法实时感应是否有人靠近机器人：

步骤S1：当无人接近机器人时，传感器G不会与人体之间形成电容，此时电容C1的容值小，相应的分布电容C0的两端的高频电压很大，设定此时的高频电压值为V1，再由电容C3将高频电压V1反馈到三极管BG1的基极，模拟量采集器从三极管BG1的基极采集高频电压V1，并将高频电压V1发送给工控机处理；

步骤S2：当有人接近机器人时，传感器G会与人体之间形成电容，此时人体与传感器G之间的感应电容增大，从而使分布电容C0增大，相应的分布电容C0的两端的高频电压变低，设定此时的高频电压值为V2，再由电容C3将高频电压V2反馈到三极管BG1的基极，模拟量采集器从三极管BG1的基极采集高频电压V2，并将高频电压V2发送给工控机处理；