机器人手臂的防碰撞电路、机器人及防碰撞系统技术方案

本实用新型专利技术属于机器人控制技术领域，提供了一种机器人手臂的防碰撞电路、机器人及防碰撞系统；所述防碰撞电路包括：设置在左手臂和右手臂上的薄膜开关；在薄膜开关被触碰时生成警报脉冲信号；与薄膜开关连接，被配置为传输警报脉冲信号的信号传输模块；与信号传输模块连接，被配置为接收警报脉冲信号并根据警报脉冲信号生成中断信号，并控制所述机器人手臂停止运动的控制模块；本实用新型专利技术通过薄膜开关能够检测出是否有外界物体接触机器人，若外界物体与机器人手臂发生触碰时，控制模块通过中断信号立即使机器人手臂停止运动，以避免发生碰撞事故；解决了传统技术中防碰撞装置无法保障机器人手臂的安全性，机器人手臂易与外界物体发生碰撞的问题。

Anti-collision Circuit, Robot and Anti-collision System of Robot Arm

【技术实现步骤摘要】
机器人手臂的防碰撞电路、机器人及防碰撞系统
本技术属于机器人控制
，尤其涉及一种机器人手臂的防碰撞电路、机器人及防碰撞系统。
技术介绍
随着工业自动化水平的不断提供，机械的智能化、自动化已经在工业技术中得到了快速的发展；机器人作为一个新生的智能化设备，已经在汽车制造、航天航空技术、智能安防等各个工业领域中得到了普遍的应用；由于通过外界驱动信号能够控制机器人反复执行某项动作，以实现某些特定的电路功能；在操作人员的控制之下，机器人替代人工来执行一些高危险、高负荷的工作任务，进而极大地节省了人力成本，并且机器人的制造成本和控制成本都比较低，进而通过机器人可提高工作效率，减轻人力的工作负担；基于机器人的众多优点，目前，机器人技术已经成为国内外技术人员重点科研项目，机器人的运用将会对人们的生活各个方面产生重大的积极影响。然而在机器人控制技术中，机器人只是在驱动信号的驱动下进行运动，机器人只能按照操作人员的指令执行相关动作，则机器人无法感知外界环境的变化以及自身动作路径；以机器人手臂为例，机器人手臂作为机器人常用的运动部件，通过机器人手臂可完成一系列复杂的动作，例如提起重物、放置物品等；在机器人手臂运动过程中，由于幅度过大，机器人手臂极有可能与人或者外界设备发生碰撞，导致安全事故，并且碰撞过程中也会对机器人本身物理安全造成毁坏；甚至在一些机器人的特殊应用领域，比如机器人手臂在存取高危物品时，若机器人手臂与人体发生碰撞，将会对人体的生命安全造成重大的损害，产生无法挽回的不利后果。传统技术通常采用了防碰撞提示装置以解决机器人手臂的安全问题，比如机器人采用语音提示器来实现防碰撞提示；然而传统的机器人手臂防碰撞装置至少存在以下两方面问题：1、传统的语音提示装置只能防止机器人手臂与成年人发生碰撞，对于一些年龄较小的未成年人或者工业设备，尽管语音装置发出语音信息，但是未成年人或者工业产品无法做出相应的避让措施，仍然会导致机器人与外界物体发生碰撞，损害机器人的物理安全；2、由于当机器人手臂与外界物品的距离在预设距离范围之内时，机器人手臂并不会自动停止，而只是发出语音信息，当人体在过短的时间内躲避不及时或者外界物体无法移动时，机器人手臂会与物品发生严重碰撞事件，这样就会给外界物体和机器人带来严重的安全隐患，导致机器人在工业领域中的实用性降低。
技术实现思路
本技术提供一种机器人手臂的防碰撞电路、机器人及防碰撞系统，旨在解决传统技术中机器人手臂的防碰撞装置无法有效地预防机器人手臂与外界物体发生碰撞，机器人的物理安全性较低，进而对人体和工业设备等造成极大安全隐患的问题。本技术第一方面提供一种机器人手臂的防碰撞电路，所述机器人手臂包括左手臂和右手臂，所述防碰撞电路包括：设置在所述左手臂和所述右手臂上的薄膜开关；所述薄膜开关在被触碰时生成警报脉冲信号；与所述薄膜开关连接，被配置为传输所述警报脉冲信号的信号传输模块；与所述信号传输模块连接，被配置为接收所述警报脉冲信号并根据所述警报脉冲信号生成中断信号，并控制所述机器人手臂停止运动的控制模块。在其中一个实施例中，所述信号传输模块包括：第一二极管、第一电容、第一电阻以及第二电阻；其中，所述第一二极管的阴极、所述第一电容的第一端、所述第一电阻的第一端以及所述第二电阻的第一端共接于所述薄膜开关，所述第一二极管的阳极接地，所述第一电容的第二端接地，所述第一电阻的第二端接第一直流电源，所述第二电阻的第二端接所述控制模块。在其中一个实施例中，所述第一直流电源为+3.3V-+5V直流电源。在其中一个实施例中，所述薄膜开关贴设在所述机器人手臂的外侧。在其中一个实施例中，所述左手臂的外侧贴设有与所述信号传输模块连接的第一薄膜开关，所述右手臂的外侧贴设有与所述信号传输模块连接的第二薄膜开关。在其中一个实施例中，所述控制模块为控制芯片或者单片机。在其中一个实施例中，所述控制模块为控制芯片，其中所述控制芯片的输入输出管脚接所述信号传输模块，所述控制芯片用于接收所述警报脉冲信号并根据所述警报脉冲信号生成所述中断信号。本技术第二方面提供一种机器人，包括机器人手臂，其中所述机器人手臂包括左手臂和右手臂，所述机器人手臂包括如上所述的机器人手臂的防碰撞电路。在其中一个实施例中，所述机器人为服务机器人。本技术第三方面提供一种防碰撞系统，包括如上所述的机器人手臂的防碰撞电路。本技术相对于传统技术所取得的有益技术效果为：在机器人左手臂和机器人右手臂都设置有薄膜开关，通过薄膜开关能够精确地感知到外界压力的变化，灵敏度极高；若机器人手臂被触碰时，薄膜开关迅速生成警报脉冲信号，通过信号传输模块将警报脉冲信号传输至控制模块，控制模块根据该警报脉冲信号能够得到机器人手臂与外界物体的接触信息，进而控制模块根据警报脉冲信号生成中断信号，控制模块通过该中断信号使得机器人手臂立即停止运动，以防止机器人手臂与外界物体发生严重的碰撞事件，以保护机器人和外界物体的物理安全；因此在本技术中，通过薄膜开关能够准确地检测出机器人手臂是否与外界物体发生接触，检测的准确率高，若外界物体触碰到薄膜开关时，控制模块通过中断信号使机器人手臂立即停止运动，以预防碰撞事件的发生，减少了机器人在工作过程中的安全隐患，提高了机器人手臂的安全性，机器人能够广泛地应用于各种服务场景中，实用性极强；有效地解决了传统的防碰撞装置无法保障机器人手臂的物理安全，机器人手臂易与外界物体发生碰撞，实用性较低的问题。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术实施例提供的一种机器人手臂的防碰撞电路的模块结构图；图2是本技术实施例提供的一种信号传输模块的电路结构图；图3是本技术实施例提供的另一种机器人手臂的防碰撞电路的模块结构图；图4是本技术实施例提供的一种机器人的模块结构图；图5是本技术实施例提供的一种防碰撞系统的模块结构图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。需要首先说明的是，根据本领域中机器人的相关基础理论，机器人是指能够模仿人体的某些活动的一种自动机械，一般实现行走和操作生产工作等动作，可用在人所不能适应的环境下替代人工作；由于机器人是由众多的电子元器件组成的机械体，一个机器人也可分为多个部件，如手臂、腿以及头等，这些部件主要参照人体的部位所实现的功能进行划分；因此本实施例所指的机器人手臂是一种广义的概念，机器人手臂可以是指机器人上的任何一个运行部件，即本实施例中的防碰撞电路可适用于不同类型中的机器人，如双足形机器人、球型机器人以及蛇形机器人，并非仅仅限定于“具有与人体手臂形状相似的机器人”；本领域技术人员应当理解的是，由于本实施例中的“手臂”相对于机器人而言是一运动部件，只要机器人上的部件能够执行的相应的动作，均可称为“机器人手臂”，对此本文并不做本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人手臂的防碰撞电路，所述机器人手臂包括左手臂和右手臂，其特征在于，所述防碰撞电路包括：设置在所述左手臂和所述右手臂上的薄膜开关；所述薄膜开关在被触碰时生成警报脉冲信号；与所述薄膜开关连接，被配置为传输所述警报脉冲信号的信号传输模块；与所述信号传输模块连接，被配置为接收所述警报脉冲信号并根据所述警报脉冲信号生成中断信号，并控制所述机器人手臂停止运动的控制模块。

【技术特征摘要】
1.一种机器人手臂的防碰撞电路，所述机器人手臂包括左手臂和右手臂，其特征在于，所述防碰撞电路包括：设置在所述左手臂和所述右手臂上的薄膜开关；所述薄膜开关在被触碰时生成警报脉冲信号；与所述薄膜开关连接，被配置为传输所述警报脉冲信号的信号传输模块；与所述信号传输模块连接，被配置为接收所述警报脉冲信号并根据所述警报脉冲信号生成中断信号，并控制所述机器人手臂停止运动的控制模块。2.根据权利要求1所述的防碰撞电路，其特征在于，所述信号传输模块包括：第一二极管、第一电容、第一电阻以及第二电阻；其中，所述第一二极管的阴极、所述第一电容的第一端、所述第一电阻的第一端以及所述第二电阻的第一端共接于所述薄膜开关，所述第一二极管的阳极接地，所述第一电容的第二端接地，所述第一电阻的第二端接第一直流电源，所述第二电阻的第二端接所述控制模块。3.根据权利要求2所述的防碰撞电路，其特征在于，所述第一直流电源为+3.3V-+5V直流电源。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊友军，闫海月，
申请(专利权)人：深圳市优必选科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44