安全系统、关节组件及机器人技术方案

本申请涉及一种安全系统，用于关节组件，关节组件包括电机以及与电机连接的制动器，安全系统包括：至少一组传感器，配置为检测与关节组件的安全功能关联的至少一个参数；驱动电路，位于关节组件内，驱动电路连接到电机和制动器；以及第一处理器和第二处理器，位于关节组件内，并配置为从至少一组传感器接收指示该至少一个参数的信号，响应于根据该信号确定的关节故障向驱动电路发送停止命令以停止电机。关节故障向驱动电路发送停止命令以停止电机。关节故障向驱动电路发送停止命令以停止电机。

【技术实现步骤摘要】
安全系统、关节组件及机器人


[0001]本申请涉及机器人
，尤其涉及一种安全系统、具有安全系统的关节组件以及具有关节组件的机器人。

技术介绍

[0002]功能安全是系统或设备整体安全的一部分，其取决于自动保护以可预测的方式响应其输入或故障时的正确运行。自动保护系统应被设计成能够正确处理可能的人为错误、硬件故障以及操作和/或环境异常。功能安全的目标是通过正确执行一个或多个自动保护功能，即安全功能，使人们直接或间接地免受不可接受的人身伤害或健康损害的风险。一个安全系统通常由一个或多个安全功能组成。
[0003]安全功能对于机器人来说特别重要。根据传统的一种机器人，其所有安全功能的检查和监控工作都需要在其位于控制箱中的主安全控制器中完成。主安全控制器需要收集来自所有机器人关节的传感器数据，并进行所有相关的计算以确定是否存在任何功能故障。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种改进的安全系统、关节组件及机器人。
[0005]本申请一方面提供一种安全系统，用于关节组件，关节组件包括电机以及与电机连接的制动器，安全系统包括：至少一组传感器，配置为检测与关节组件的安全功能关联的至少一个参数；驱动电路，位于关节组件内，驱动电路连接到电机和制动器；以及第一处理器和第二处理器，位于关节组件内，并配置为从至少一组传感器接收指示至少一个参数的信号，响应于根据信号确定的关节故障向驱动电路发送停止命令以停止电机。
[0006]在一个实施例中，至少一组传感器包括输入侧位置传感器和输出侧位置传感器，输入侧位置传感器配置为测量电机的转子的位置，输出侧位置传感器配置为测量与电机连接的变速器的输出轴的位置，并且第一处理器和第二处理器中的至少一个配置为根据转子的测量位置和输出轴的测量位置来确定是否存在关节故障。
[0007]在一个实施例中，第一处理器和第二处理器中的至少一个配置为比较转子的测量位置和输出轴的测量位置，并根据两者之间的偏差确定是否存在关节故障。
[0008]在一个实施例中，第一处理器和第二处理器中的至少一个配置为将转子的测量位置和输出轴的测量位置中的至少一个与对应的预定位置进行比较以确定是否存在关节故障。
[0009]在一个实施例中，第一处理器和第二处理器中的至少一个配置为根据转子的测量位置计算转子的转速，以及根据输出轴的测量位置计算输出轴的转速，并根据转子的转速和输出轴的转速之间的偏差确定是否存在关节故障。
[0010]在一个实施例中，第一处理器和第二处理器中的至少一个配置为根据转子的测量位置计算转子的转速和根据输出轴的测量位置计算输出轴的转速，并将转子的计算转速和
输出轴的计算转速中的至少一个与对应的预定速度进行比较以确定是否存在关节故障。
[0011]在一个实施例中，至少一组传感器包括配置为测量电机的电流的电流传感器以及配置为检测连接到电机的变速器的输出扭矩的扭矩传感器，第一处理器和第二处理器中的至少一个配置为根据电机的测量电流和变速器的测量扭矩来确定是否存在关节故障。
[0012]在一个实施例中，第一处理器和第二处理器中的至少一个配置为根据测量电流计算电机的估计扭矩，并将电机的计算估计扭矩与变速器的测量扭矩进行比较，以根据两者之间的偏差确定是否存在关节故障。
[0013]在一个实施例中，第一处理器和第二处理器中的至少一个配置为根据测量电流计算电机的估计扭矩，并将电机的计算估计扭矩和变速器的测量扭矩中的至少一个与对应的预定扭矩进行比较，以确定是否存在关节故障。
[0014]在一个实施例中，第一处理器配置为根据测量电流计算电机的计算估计扭矩，并根据计算估计扭矩确定是否存在关节故障，第二处理器配置为根据变速器的测量扭矩确定是否存在关节故障。
[0015]在一个实施例中，第一处理器配置为根据测量电流计算电机的估计扭矩，第二处理器配置为从扭矩传感器获取变速器的测量扭矩，计算估计扭矩与测量扭矩进行比较，以确定是否存在关节故障。
[0016]在一个实施例中，至少一组传感器包括：输入侧位置传感器，配置为测量电机的转子的位置；输出侧位置传感器，配置为测量与电机连接的变速器的输出轴的位置；电流传感器，配置为测量电机的电流；以及扭矩传感器，配置为测量变速器输出的扭矩，第一处理器和第二处理器中的一个配置为根据电机的转子的测量位置和变速器的输出轴的测量位置来确定是否存在关节故障，第一处理器和第二处理器中的另一个配置为根据电机的测量电流和变速器的测量扭矩来确定是否存在关节故障。
[0017]在一个实施例中，第一处理器和第二处理器配置为相互通信，并在确定存在关节故障时向对方发送通知。
[0018]在一个实施例中，第一处理器和第二处理器具有不同的技术规格。
[0019]在一个实施例中，第一处理器和第二处理器配置为通过切断扭矩输出或启用制动器来锁定关节组件。
[0020]在一个实施例中，安全系统进一步包括主控制器，主控制器配置为与第一处理器和第二处理器通信，并在收到来自第一处理器和第二处理器中的任一个的关节故障通知时，生成使用关节组件的设备的锁定命令。
[0021]本申请另一方面提供一种关节组件，包括电机、与电机相连的制动器、以及以上任一实施例的安全系统。
[0022]本申请再一方面提供一种机器人，包括至少一个以上任一实施例的关节组件。
[0023]在一个实施例中，至少一个关节组件包括至少两个关节组件，每个关节组件分别与一个共同的主控制器进行通信。
[0024]在一个实施例中，主控制器包括至少一个处理器，配置为接收至少一个关节组件内的至少一组传感器的信号，根据接收到的信号确定是否存在关节故障，并响应关节故障而锁定机器人。
[0025]本专利技术的一个或多个实施例的细节在下面的附图和描述中提出。本专利技术的其它特
征、目的和优点将从说明书、附图以及权利要求书变得明显。
附图说明
[0026]结合描述本申请的各种实施例的附图，通过对本申请的各个方面的以下详细描述，将更容易理解本申请的和其他特征，其中：
[0027]图1是根据本申请的一个实施例的关节组件的原理示意图；
[0028]图2是根据本申请的一个实施例的关节组件的结构示意图；
[0029]图3是根据本申请的另一实施例的关节组件的结构示意图；
[0030]图4是根据本申请的另一实施例的关节组件的结构示意图；
[0031]图5是显示根据本申请的一个实施例的主控制器和关节组件之间通信的框图；
[0032]图6是根据本申请的一个实施例的机器人的结构示意图。
[0033]应当注意的是，本申请的附图并非未按比例绘制，附图仅旨在描绘本申请的典型方面，因此不应视为限制本申请的范围。
具体实施方式
[0034]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种安全系统，用于关节组件，所述关节组件包括电机以及与所述电机连接的制动器，其特征在于，所述安全系统包括：至少一组传感器，配置为检测与所述关节组件的安全功能关联的至少一个参数；驱动电路，位于所述关节组件内，所述驱动电路连接到所述电机和所述制动器；以及第一处理器和第二处理器，位于关节组件内，并配置为从所述至少一组传感器接收指示所述至少一个参数的信号，响应于根据所述信号确定的关节故障向所述驱动电路发送停止命令以停止所述电机。2.根据权利要求1所述的安全系统，其特征在于，所述至少一组传感器包括输入侧位置传感器和输出侧位置传感器，所述输入侧位置传感器配置为测量所述电机的转子的位置，所述输出侧位置传感器配置为测量与所述电机连接的变速器的输出轴的位置，并且所述第一处理器和所述第二处理器中的至少一个配置为根据所述转子的测量位置和所述输出轴的测量位置来确定是否存在关节故障。3.根据权利要求2所述的安全系统，其特征在于，所述第一处理器和所述第二处理器中的至少一个配置为比较所述转子的测量位置和所述输出轴的测量位置，并根据两者之间的偏差确定是否存在关节故障。4.根据权利要求2所述的安全系统，其特征在于，所述第一处理器和所述第二处理器中的至少一个配置为将所述转子的测量位置和所述输出轴的测量位置中的至少一个与对应的预定位置进行比较以确定是否存在关节故障。5.根据权利要求2所述的安全系统，其特征在于，所述第一处理器和所述第二处理器中的至少一个配置为根据所述转子的测量位置计算所述转子的转速，以及根据所述输出轴的测量位置计算所述输出轴的转速，并根据所述转子的转速和所述输出轴的转速之间的偏差确定是否存在关节故障。6.根据权利要求2所述的安全系统，其特征在于，所述第一处理器和所述第二处理器中的至少一个配置为根据所述转子的测量位置计算所述转子的转速和根据所述输出轴的测量位置计算所述输出轴的转速，并将所述转子的计算转速和所述输出轴的计算转速中的至少一个与对应的预定速度进行比较以确定是否存在关节故障。7.根据权利要求1所述的安全系统，其特征在于，所述至少一组传感器包括配置为测量所述电机的电流的电流传感器以及配置为检测连接到所述电机的变速器的输出扭矩的扭矩传感器，所述第一处理器和所述第二处理器中的至少一个配置为根据所述电机的测量电流和所述变速器的测量扭矩来确定是否存在关节故障。8.根据权利要求7所述的安全系统，其特征在于，所述第一处理器和所述第二处理器中的至少一个配置为根据所述测量电流计算所述电机的估计扭矩，并将所述电机的计算估计扭矩与所述变速器的测量扭矩进行比较，以根据两者之间的偏差确定是否存在关节故障。9.根据权利要求7所述的安全系统，其特征在于，所述第一处理器和所述第二处理器中的至少一个配置为根据所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶熙阳，朱培章，
申请(专利权)人：非夕科技有限公司，
类型：发明
国别省市：