基于力觉传感器的协作机器人控制方法及协作机器人技术

本发明专利技术涉及协作机器人技术领域，具体涉及一种基于力觉传感器的协作机器人控制方法及协作机器人，包括：S1：于第一力觉传感器上设置第一物体，构建工具坐标系；S2：分别采集第一力觉传感器的第一力度数据和第二力觉传感器的第二力度数据；S3：于工具坐标系中采用第一力度数据对第二力度数据进行补偿，以获得实际力度数据；S4：采用实际力度数据控制协作机器人。本发明专利技术的有益效果在于：通过设置第一力觉传感器，从而采集到第一物体对第二物体进行接触时的反作用力，并根据生成的第一力度数据对第二力觉传感器生成的第二力度数据进行补偿，从而获得真实的、因外界物体碰撞生成的力度数据，有效判断出协作机器人是否发生碰撞，提高了设备安全性。备安全性。备安全性。

【技术实现步骤摘要】
基于力觉传感器的协作机器人控制方法及协作机器人


[0001]本专利技术涉及协作机器人
，具体涉及一种基于力觉传感器的协作机器人控制方法及协作机器人。

技术介绍

[0002]协作机器人，指新一代的用于和人进行交互、协同工作的机器人。相对于传统的工业机器人，由于该类机器人被设计用于在生产线上与操作员协同工作，因此该类机器人在设计之初便需要考虑较高的安全性指标。为避免协作机器人在工作时与人发生碰撞进而造成安全事故，该类协作机器人通常会设置有一个或多个力觉传感器，以采集到机器人各部位的力度数据，从而判断出机器人是否与外界物体，比如操作员、其他设备等发生碰撞，进而控制机器人进行急停或回避，以避免安全事故的发生。
[0003]但是，在实际实施过程中，专利技术人发现，现有技术中的协作机器人，其基于力觉传感器实现的碰撞检测功能仅能够在协作机器人独立运动时正常工作。当协作机器人需要操作外界物体，尤其是向外界物体施加一定压力，比如，在工件上钻孔、粘合物体时，容易因为自由端受到外界物体的反作用力导致误报警。针对这一问题，现有技术中通常是在该类场景中关闭报警功能。比如，在移动工件时开启碰撞报警，随后在对工件加工时关闭碰撞报警，以使得协作机器人能够正常工作。不过这一方法并未实质性解决这一问题，其在关闭碰撞报警的过程中仍可能存在一定的安全风险。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种基于力觉传感器的协作机器人控制方法及协作机器人。
[0005]具体技术方案如下：
[0006]一种基于力觉传感器的协作机器人控制方法，所述协作机器人包括一个机械臂，所述机械臂的自由端上设置有一第一力觉传感器；所述协作机器人上还设置有至少一个第二力觉传感器；
[0007]则所述协作机器人控制方法具体包括：
[0008]步骤S1：于所述第一力觉传感器上设置第一物体，根据所述第一物体构建工具坐标系；
[0009]步骤S2：分别采集所述第一力觉传感器的第一力度数据和所述第二力觉传感器的第二力度数据；
[0010]步骤S3：于所述工具坐标系中采用所述第一力度数据对所述第二力度数据进行补偿，以获得实际力度数据；
[0011]步骤S4：采用所述实际力度数据控制所述协作机器人。
[0012]优选地，所述步骤S1包括：
[0013]步骤S11：将所述第一物体设置在所述第一力觉传感器上；
[0014]步骤S12：根据所述第一物体对所述协作机器人进行负载设置；
[0015]步骤S13：根据所述第一物体构建所述工具坐标系。
[0016]优选地，所述步骤S12中，对所述协作机器人进行负载设置的同时，还获取所述第一物体和所述第一力觉传感器的质量和重心。
[0017]优选地，所述步骤S3包括：
[0018]步骤S31：根据所述第一力度数据在所述工具坐标系中生成多个第一矢量力，以及，根据所述第二力度数据在所述工具坐标系中生成多个第二矢量力；
[0019]步骤S32：对每个所述第二矢量力分别采用对应的所述第一矢量力生成补偿力度分量；
[0020]步骤S33：根据多个所述补偿矢量力生成所述实际力度数据。
[0021]优选地，所述步骤S4包括：
[0022]步骤S4：判断所述实际力度数据是否大于一碰撞力度阈值；
[0023]若是，表明所述协作机器人发生了碰撞，停止所述协作机器人；
[0024]若否，表明所述协作机器人未发生碰撞。
[0025]一种协作机器人，用于实施上述的协作机器人控制方法，包括：
[0026]机器人主体，所述机器人主体上设置有一机械臂；
[0027]所述机械臂的自由端用于安装第一物体；
[0028]所述自由端上设置有第一力觉传感器；
[0029]所述协作机器人上还设置有第二力觉传感器；
[0030]还包括一控制器，所述控制器分别连接所述第一力觉传感器和所述第二力觉传感器。
[0031]优选地，所述控制器内包括：
[0032]第一采集子模块，所述第一采集子模块连接所述第一力觉传感器，所述第一采集子模块获取所述第一力觉传感器上的第一力度数据；
[0033]第二采集子模块，所述第二采集子模块连接所述第二力觉传感器，所述第二采集子模块获取所述第二力觉传感器上的第二力度数据；
[0034]坐标系设定子模块，所述坐标系设定子模块连接所述机械臂。所述坐标系设定子模块根据所述第一物体构建工具坐标系；
[0035]补偿子模块，所述补偿子模块连接所述第一采集子模块，所述第二采集子模块和所述坐标系设定子模块，所述补偿子模块根据所述工具坐标系采用所述第一力度数据对所述第二力度数据进行补偿，从而生成实际力度数据；
[0036]碰撞报警子模块，所述碰撞报警子模块连接所述补偿子模块，所述碰撞报警子模块根据所述实际力度数据判断所述协作机器人是否发生碰撞。
[0037]优选地，所述机器人主体和所述机械臂上分别设置有多个所述第二力觉传感器；
[0038]所述机械臂的关节内部设置有所述第二力觉传感器；
[0039]所述机器人主体上分布有多个所述第二力觉传感器。
[0040]优选地，所述控制器设置在一控制柜中，所述控制柜中设置有一示教器；
[0041]所述示教器连接所述控制器，以向所述控制器中输入补偿程序。
[0042]上述技术方案具有如下优点或有益效果：通过在机械臂的自由端上设置第一力觉
传感器，从而采集到第一物体对第二物体进行接触时的反作用力，并根据生成的第一力度数据对第二力觉传感器生成的第二力度数据进行补偿，从而获得真实的、因外界物体碰撞生成的力度数据，有效判断出协作机器人是否发生碰撞，提高了设备安全性。
附图说明
[0043]参考所附附图，以更加充分的描述本专利技术的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本专利技术范围的限制。
[0044]图1为本专利技术实施例的整体示意图；
[0045]图2为本专利技术实施例中控制方法示意图；
[0046]图3为本专利技术实施例中步骤S1子步骤示意图；
[0047]图4为本专利技术实施例中步骤S4子步骤示意图；
[0048]图5为本专利技术实施例中步骤S4子步骤示意图；
[0049]图6为本专利技术实施例中协作机器人示意图。
具体实施方式
[0050]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0051]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0052]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于力觉传感器的协作机器人控制方法，其特征在于，所述协作机器人包括一个机械臂，所述机械臂的自由端上设置有一第一力觉传感器；所述协作机器人上还设置有至少一个第二力觉传感器；则所述协作机器人控制方法具体包括：步骤S1：于所述第一力觉传感器上设置第一物体，根据所述第一物体构建工具坐标系；步骤S2：分别采集所述第一力觉传感器的第一力度数据和所述第二力觉传感器的第二力度数据；步骤S3：于所述工具坐标系中采用所述第一力度数据对所述第二力度数据进行补偿，以获得实际力度数据；步骤S4：采用所述实际力度数据控制所述协作机器人。2.根据权利要求1所述的协作机器人控制方法，其特征在于，所述步骤S1包括：步骤S11：将所述第一物体设置在所述第一力觉传感器上；步骤S12：根据所述第一物体对所述协作机器人进行负载设置；步骤S13：根据所述第一物体构建所述工具坐标系。3.根据权利要求2所述的协作机器人控制方法，其特征在于，所述步骤S12中，对所述协作机器人进行负载设置的同时，还获取所述第一物体和所述第一力觉传感器的质量和重心。4.根据权利要求1所述的协作机器人控制方法，其特征在于，所述步骤S3包括：步骤S31：根据所述第一力度数据在所述工具坐标系中生成多个第一矢量力，以及，根据所述第二力度数据在所述工具坐标系中生成多个第二矢量力；步骤S32：对每个所述第二矢量力分别采用对应的所述第一矢量力生成补偿力度分量；步骤S33：根据多个所述补偿矢量力生成所述实际力度数据。5.根据权利要求1所述的协作机器人控制方法，其特征在于，所述步骤S4包括：步骤S4：判断所述实际力度数据是否大于一碰撞力度阈值；若是，表明所述协作机器人发生了碰撞，停止所述协作机器人；若否，表明所述协作机器人未发...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭秦阳，伊春明，陈子豪，常青藤，陈飞，
申请(专利权)人：上海发那科机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：