一种机械臂作业区域安全防护系统技术方案

本发明专利技术公开了一种机械臂作业区域安全防护系统，包括有防护网、立柱、过程控制系统、机械臂、可调节支架以及激光扫描仪，所述防护网和立柱围城具有出入口的半封闭式作业区域，所述机械臂设置在半封闭式作业区域内，所述过程控制系统设置在半封闭式作业区域外围，所述激光扫描仪通过可调节支架安装在出入口处立柱上，若干所述激光扫描仪自由配置安全等级区域，所述过程控制系统分别与机械臂和激光扫描仪电连接。该方案采用多个激光扫描仪划定安全级别区域，指导过程控制系统控制机械臂实现联动，极大的保障作业区域的安全，同时将激光扫描仪安装在可调节支架上，便于随意构建空间上的安全区域等级，起到工业现场全方位的安全警示屏障。

【技术实现步骤摘要】
一种机械臂作业区域安全防护系统
本专利技术涉及安全防护
，具体的，涉及一种机械臂作业区域安全防护系统。
技术介绍
随着人工智能技术的发展，越来越多的现代化工厂采用机器去替代传统的人力，但机器全自动工作的过程中，还需要管理人员进出作业区域处理故障，客户参观工厂机械化作业同时会面临安全问题，现有的工厂大多采用标号线去划定作业区域和安全区域，但新员工或者客户很难去遵守安全区域管理规范，导致机器伤害事故时有发生。现有的检测设备采用红外传感器监测作业区域的出入口的情况，但仅仅作为报警作用，及时有人员强行进入作业区间，机械臂并不会采取对应的安全运行动作，因此，现有监测设备的安全监管的作用还是较低。安全激光扫描仪具有非常宽广的扫描角度提供二维区域监控，可以自定义安全区域等级，当有人误闯入安全警示区域时，过程控制系统将采集到的报警信息，并通过报警系统发送警告；一般在作业区域的进出口的立柱上安装安全激光扫描仪然后调整扫描角度，一旦安装完整后，要想调整安全激光扫描仪的摆放角度，需要将安全激光扫描仪从立柱上拆掉，再重新打安装孔，费时费力，因此急需设计一种可以任意调整安全激光扫描仪的摆放高度和角度的安装支架。
技术实现思路
本专利技术的目的是提高作业车间的安全防护能力，提出了一种机械臂作业区域安全防护系统，采用多个激光扫描仪划定安全级别区域，指导过程控制系统控制机械臂实现联动，极大的保障作业区域的安全，同时将激光扫描仪安装在可调节支架上，便于随意构建空间上的安全区域等级，起到工业现场全方位的安全警示屏障。为实现上述技术目的，本专利技术提供的一种技术方案是，一种机械臂作业区域安全防护系统，包括有防护网、立柱、过程控制系统、机械臂、可调节支架以及激光扫描仪，所述防护网和立柱围城具有出入口的半封闭式作业区域，所述机械臂设置在半封闭式作业区域内，所述过程控制系统设置在半封闭式作业区域外围，所述激光扫描仪通过可调节支架安装在出入口处立柱上，若干所述激光扫描仪自由配置安全等级区域，所述过程控制系统分别与机械臂和激光扫描仪电连接。本方案中，首先通过调整激光扫描仪的摆放角度和高度，构建安全等级区域，机械臂在防护网围成的作业区域内正常运行，激光扫描仪与过程控制系统实时通信，根据安全等级设置机械臂的运行过程，实现监控与机械臂运动的联动，提高作业区间的安全防护能力，减少事故率。作为优选，所述过程控制系统包括有报警模块、第一过程控制模块、第二过程控制模块、第三过程控制模块以及安全监控模块，所述安全等级区域包括有安全区域、预警区域以及危险区域，安全监控模块采集激光扫描仪划定的安全等级区域数据指导过程控制系统控制机械臂实现联动，所述第一过程控制模块控制机械手臂按初始设定速度运行，第二过程控制模块控制机械手臂按初始设定速度的三分之一速度运行，所述第二过程控制模块控制机械手臂运行停止。本方案中，其中，第一过程、第二过程的机械臂的运行速度是可以通过过程控制系统自行设计，设计的原则是第二过程的机械臂运行速度要低于给人员造成伤害的最低速度。作为优选，过程控制系统控制机械臂实现联动的步骤如下：A1、安全监控模块实时监控作业环境情况，若没有动态物体进入预警区域以及危险区域，安全监控模块将安全区域数据发送至第一过程控制模块，第一过程控制模块控制机械臂初始设定速度运行；A2、若有动态物体进入预警区域时，报警模块的报警灯闪烁，安全监控模块将预警区域数据发送至第二过程控制模块，第二过程控制模块控制机械臂按初始设定速度的三分之一速度运行；A3、若有动态物体进入预警区域时，报警模块的报警灯闪烁并发出警报，安全监控模块将预警区域数据发送至第三过程控制模块，第三过程控制模块控制机械臂停止，当机械臂停止后，只有通过操作过程控制系统的重置按钮才可以重新启动机械臂运行。作为优选，所述可调节支架包括有转动装置、滚动装置、连接件以及底座，所述激光扫描仪可拆卸安装在转动装置上，所述转动装置通过连接件与滚动装置固定连接，所述滚动装置与基座连接，所述基座通过螺钉固定在立柱上。本方案中，支架安装在作业区域的进出口的立柱上，激光扫描仪安装在支架上，支架可以纵向和横向转动，确保激光扫描仪可以任意角度和高度摆放，进而构建作业区域全方位的警示屏障，其中，激光扫描仪可以多个串联共同构建警示屏障，激光扫描仪采用的是PSENscan安全激光扫描仪，其具备275度的扫描角度，扫描半径可达5.5米，可以轻松调整扫描角度和半径，进而调整安全区域的大小。作为优选，所述的转动装置包括有转动盘和底盘，所述转动盘上端面设置有所述激光扫描仪，所述转动盘与底盘可转动连接。本方案中，由于转动盘与底盘可转动连接，使得安装在转动盘上的激光扫描仪可以调整摆放角度。作为优选，所述转动盘的周身设置有限位凸环，所述底盘上开设有圆柱形口，所述圆柱形口的内周面设置有匹配限位凸环的凹槽面，所述转动盘的下端面径向分布有若干转动机构，所述转动盘与圆柱形口的底端滚动连接；所述转动机构包括有第一槽孔、第一弹簧和钢球，所述第一槽孔开设在所述转动盘的底端，所述第一弹簧的一端与第一槽孔的底端固定连接，所述第一弹簧的另一端与钢球抵触，所述圆柱形口的底端径向设置有匹配钢球的槽口，所述钢球直径五分之二落入槽口内。本方案中，转动机构的密度表示横向转动的刻度，密度越大，刻度值越小，横向调整的越精密；由于钢球的上端设置有第一弹簧，钢球下端五分之二落入到槽口内，当转动盘相对底盘相对转动时，钢球从一个槽口到达另一个槽口，此过程由钢球压缩弹簧完成。作为优选，所述的滚动装置包括有壳体、转动轴、卡环、螺钉、螺帽以及拧盖，所述壳体的纵向开设有允许连接件活动的槽口，所述转动轴设置在壳体内，所述转动轴的外壳与连接件的一端固定连接，所述转动轴的内径内设置有所述卡环，所述螺钉的一端设置有螺帽，所述螺钉的另一端穿过螺帽延伸至卡环内。本方案中，当需要调整激光扫描仪的高度时，连接件可以纵向移动，通过拧盖调整螺钉的进送度长度，进而使得卡环和转动轴相对锁扣固定。作为优选，所述转动轴的内周面均匀设置有若干凸起，所述卡环的周身均匀设置若干第二槽孔，若干所述第二槽孔内有匹配凸起的卡扣机构，所述卡环与转动轴卡接。本方案中，当螺钉的一端没有进入卡环内时，卡扣机构保持初始状态，此时转动轴可以相对卡环自由转动，当调整好纵向高度后，通过旋转螺钉，螺钉逐渐进入卡环后，卡扣机构动作，进而使得卡环和转动轴相对卡接。作为优选，所述卡扣机构包括有顶杆、第二弹簧和第三弹簧，所述顶杆的一端部为弧顶，所述弧顶刚好伸出至第二槽孔外端；所述顶杆上对称设置有第一限位环和第二限位环，所述第二弹簧的第一端与第一限位环固定连接，所述第二弹簧的第二端与第二槽孔的外端固定连接，所述第三弹簧的第一端与第二限位环固定连接，所述第三弹簧的第二端与第二槽孔的内端端固定连接。本方案中，初始状态时，由于第二弹簧可第二弹簧的弹性作用，顶杆处于槽口内的固定位置，转动轴可以绕卡环自由转动，当螺钉的一端不断的挤压顶杆后，顶杆上移伸出卡环外一段距离，此刻凸起和顶杆相对啮合，起到卡环和转动轴卡接的目本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机械臂作业区域安全防护系统，其特征在于：包括有防护网、立柱、过程控制系统、机械臂、可调节支架以及激光扫描仪，所述防护网和立柱围城具有出入口的半封闭式作业区域，所述机械臂设置在半封闭式作业区域内，所述过程控制系统设置在半封闭式作业区域外围，所述激光扫描仪通过可调节支架安装在出入口处立柱上，若干所述激光扫描仪自由配置安全等级区域，所述过程控制系统分别与机械臂和激光扫描仪电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种机械臂作业区域安全防护系统，其特征在于：包括有防护网、立柱、过程控制系统、机械臂、可调节支架以及激光扫描仪，所述防护网和立柱围城具有出入口的半封闭式作业区域，所述机械臂设置在半封闭式作业区域内，所述过程控制系统设置在半封闭式作业区域外围，所述激光扫描仪通过可调节支架安装在出入口处立柱上，若干所述激光扫描仪自由配置安全等级区域，所述过程控制系统分别与机械臂和激光扫描仪电连接。


2.根据权利要求1所述的一种机械臂作业区域安全防护系统，其特征在于：所述过程控制系统包括有报警模块、第一过程控制模块、第二过程控制模块、第三过程控制模块以及安全监控模块，所述安全等级区域包括有安全区域、预警区域以及危险区域，安全监控模块采集激光扫描仪划定的安全等级区域数据指导过程控制系统控制机械臂实现联动，所述第一过程控制模块控制机械手臂按初始设定速度运行，第二过程控制模块控制机械手臂按初始设定速度的三分之一速度运行，所述第二过程控制模块控制机械手臂运行停止。


3.根据权利要求2所述的一种机械臂作业区域安全防护系统，其特征在于：过程控制系统控制机械臂实现联动的步骤如下：
A1、安全监控模块实时监控作业环境情况，若没有动态物体进入预警区域以及危险区域，安全监控模块将安全区域数据发送至第一过程控制模块，第一过程控制模块控制机械臂初始设定速度运行；
A2、若有动态物体进入预警区域时，报警模块的报警灯闪烁，安全监控模块将预警区域数据发送至第二过程控制模块，第二过程控制模块控制机械臂按初始设定速度的三分之一速度运行；
A3、若有动态物体进入危险区域时，报警模块的报警灯闪烁并发出警报，安全监控模块将预警区域数据发送至第三过程控制模块，第三过程控制模块控制机械臂停止。


4.一种机械臂作业区域安全防护系统，其特征在于：所述可调节支架包括有转动装置、滚动装置、连接件以及底座，所述激光扫描仪可拆卸安装在转动装置上，所述转动装置通过连接件与滚动装置固定连接，所述滚动装置与基座连接，所述基座通过螺钉固定在立柱上。


5.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄锦彬，云杰，
申请(专利权)人：宁波伟立机器人科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33