[发明专利]一种工业机器人安全防护系统

说明书

本发明提供一种工业机器人安全防护系统，其包括图像传感器、图像处理器、光感测装置、气体浓度感测器、信号处理器、第一比较器、第二比较器、第三比较器、中央控制装置、气体发生装置以及工业机器人控制器，其主要采用喷射带有颜色的气体的方法对工业机器人前方障碍进行判断，使用图像传感器、图像处理器以及第一比较器对气体撞击到障碍物而发生散溅进行判断，还使用光感测装置、气体浓度感测器对气体撞击到障碍物而发生散溅进行判断，设计了相应的检测电路，大大提高了检测精度。

技术领域

本发明涉及工业机器人领域，尤其涉及一种工业机器人安全防护系统。

背景技术

工业机器人是广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能。工业机器人被广泛应用于电子、物流、化工等各个工业领域之中。

从机械结构来看，工业机器人总体上分为串联机器人和并联机器人。串联机器人的特点是一个轴的运动会改变另一个轴的坐标原点，而并联机器人一个轴运动则不会改变另一个轴的坐标原点。早期的工业机器人都是采用串联机构。并联机构定义为动平台和定平台通过至少两个独立的运动链相连接，机构具有两个或两个以上自由度，且以并联方式驱动的一种闭环机构。并联机构有两个构成部分，分别是手腕和手臂。手臂活动区域对活动空间有很大的影响，而手腕是工具和主体的连接部分。与串联机器人相比较，并联机器人具有刚度大、结构稳定、承载能力大、微动精度高、运动负荷小的优点。在位置求解上，串联机器人的正解容易，但反解十分困难；而并联机器人则相反，其正解困难，反解却非常容易。

驱动系统是向机械结构系统提供动力的装置。根据动力源不同，驱动系统的传动方式分为液压式、气压式、电气式和机械式4种。早期的工业机器人采用液压驱动。由于液压系统存在泄露、噪声和低速不稳定等问题，并且功率单元笨重和昂贵，目前只有大型重载机器人、并联加工机器人和一些特殊应用场合使用液压驱动的工业机器人。气压驱动具有速度快、系统结构简单、维修方便、价格低等优点。但是气压装置的工作压强低，不易精确定位，一般仅用于工业机器人末端执行器的驱动。气动手抓、旋转气缸和气动吸盘作为末端执行器可用于中、小负荷的工件抓取和装配。电力驱动是目前使用最多的一种驱动方式，其特点是电源取用方便，响应快，驱动力大，信号检测、传递、处理方便，并可以采用多种灵活的控制方式。

控制系统的任务是根据机器人的作业指令以及从传感器反馈回来的信号，支配机器人的执行机构去完成规定的运动和功能。如果机器人不具备信息反馈特征，则为开环控制系统；具备信息反馈特征，则为闭环控制系统。根据控制原理可分为程序控制系统、适应性控制系统和人工智能控制系统。根据控制运动的形式可分为点位控制和连续轨迹控制。

相比于传统的工业设备，工业机器人有众多的优势，比如机器人具有易用性、智能化水平高、生产效率及安全性高、易于管理且经济效益显著等特点，使得它们可以在高危环境下进行作业，但是，在现有技术中工业机器人容易在作业过程中因碰撞而损坏，对此，现有技术中往往采用激光测距的方式进行障碍物的识别，但是激光测距的测试点较小，若要形成面的计算则需要设置多个激光测距，或者使用图像识别的方式，但图像识别往往需要图像处理，其处理速度较慢。

发明内容

因此，为了克服上述问题，本发明提供一种工业机器人安全防护系统包括图像传感器、图像处理器、光感测装置、气体浓度感测器、信号处理器、第一比较器、第二比较器、第三比较器、中央控制装置、气体发生装置以及工业机器人控制器。

其中，所述图像传感器、所述图像处理器、所述第一比较器依次连接，所述光感测装置与所述第二比较器连接，所述气体浓度感测器、所述信号处理器、所述第三比较器依次连接，所述第一比较器、所述第二比较器以及所述第三比较器均与所述中央控制装置连接，所述中央控制装置与所述气体发生装置连接，所述中央控制装置与所述工业机器人控制器连接。