本申请实施例公开了一种机械臂驱动结构、臂型机器人及驱动方法，涉及机器人技术领域，解决了相关技术中机械臂的人机协作实现方式复杂，成本高等问题。该机械臂驱动结构，包括驱动件、传动机构、监测单元和控制单元，传动机构传动连接在驱动件和机械臂之间，用于将驱动件的驱动力传递至机械臂，以及将机械臂受到的外力传递至驱动件；监测单元设置在驱动件上，监测单元用于采集驱动件的工作参数，工作参数跟随外力变化；控制单元电联接于驱动件和监测单元，控制单元用于根据工作参数控制驱动件的驱动状态。本申请的机械臂驱动结构用于驱动机械臂运动。臂运动。臂运动。
【技术实现步骤摘要】
一种机械臂驱动结构、臂型机器人及驱动方法
[0001]本申请实施例涉及但不限于机器人领域，尤其涉及一种机械臂驱动结构、臂型机器人及驱动方法。
技术介绍
[0002]臂型机器人是一种可编程的，具有类似人体手臂功能的仿生机械，广泛应用于工业制造、医学治疗、航空航天、娱乐服务等领域，臂型机器人的机械臂在运行过程中可能会与人体或障碍物碰撞，造成人身伤害或机械损坏，因此需要相应的人机协作方案保护人体和机械臂。
[0003]相关技术中采用在臂型机器人底座或执行端安装六维力传感器的方式实现人机协作，机械臂接触到人体或障碍物时，力传感器对机械臂受力进行采集，并传至控制器进行分析，然后控制器根据分析结果控制机械臂停止运动。
[0004]上述人机协作方案需要设置力传感器，并对受力进行分析，实现方式复杂，且设置力传感器导致成本较高。
技术实现思路
[0005]本申请实施例提供的机械臂驱动结构、臂型机器人及驱动方法，通过采集驱动件工作参数的方式判断机械臂是否发生碰撞，实现人机协作的方式更加便捷，且无需设置专用的力反馈传感器，从而降低了成本。
[0006]第一方面，本申请实施例提供一种机械臂驱动结构，包括驱动件、传动机构、监测单元和控制单元，传动机构传动连接在驱动件和机械臂之间，用于将驱动件的驱动力传递至机械臂，以及将机械臂受到的外力传递至驱动件；监测单元设置在驱动件上，监测单元用于采集驱动件的工作参数，工作参数跟随外力变化；控制单元电联接于驱动件和监测单元，控制单元用于根据工作参数控制驱动件的驱动状态。
[0007]本申请实施例提供的机械臂驱动结构，由驱动件提供驱动力，驱动件和机械臂之间设置有传动机构，传动机构可以将驱动件产生的驱动力传递到机械臂，从而驱动机械臂运动，而当机械臂碰撞人体或障碍物时，人体或障碍物会施加给机械臂一个外力，传动机构也可以将该外力从机械臂传递至驱动件，此外，驱动件上设置有电联接在一起的监测单元和控制单元，监测单元可以采集驱动件的工作参数，该工作参数跟随上述的外力变化，当传动机构将外力传递到驱动件时，驱动件的工作参数会发生相应变化，监测单元将采集到的工作参数传输至控制单元，控制单元根据工作参数即可判断机械臂是否受到外力，也即机械臂是否碰撞人体或障碍物，控制单元同时电联接于驱动件，当控制单元根据工作参数判定机械臂发生碰撞时，控制驱动件改变驱动状态，例如暂停驱动件的驱动力输出，避免机械臂和人体或障碍物的进一步相互作用，从而对人体和机械臂进行了保护，与相关技术中机械臂上安装力反馈传感器实现人机协作的方案相比，本申请的机械臂驱动结构，通过采集驱动件工作参数的方式判断机械臂是否发生碰撞，实现人机协作的方式更加便捷，且无需
设置专用的力反馈传感器，从而降低了成本。
[0008]在本申请的一种可能的实现方式中，驱动状态包括使能状态和失能状态；当驱动件处于使能状态时，驱动件的输出端可驱动机械臂运动；当驱动件处于失能状态时，驱动件的输出端可跟随机械臂运动。
[0009]在本申请的一种可能的实现方式中，工作参数和外力成正相关，控制单元内存储有预设参数；当工作参数高于预设参数时，控制单元控制驱动件切换为失能状态。
[0010]在本申请的一种可能的实现方式中，驱动件为步进电机，工作参数为步进电机的工作电流。
[0011]在本申请的一种可能的实现方式中，还包括位置记录模块，当驱动件切换为失能状态时，位置记录模块用于记录机械臂的位置参数。
[0012]在本申请的一种可能的实现方式中，传动机构包括依次传动连接的第一传动件、第二传动件和第三传动件，第一传动件固定连接于驱动件的输出端，第三传动件用于固定连接机械臂。
[0013]在本申请的一种可能的实现方式中，第一传动件和第二传动件的传动比不超过5:1。
[0014]在本申请的一种可能的实现方式中，传动机构为同步带机构，第一传动件和第三传动件均带轮，第二传动件为同步带，第二传动件套设在第一传动件和第三传动件上，且第一传动件的径向尺寸小于第三传动件的径向尺寸。
[0015]在本申请的一种可能的实现方式中，传动机构还包括张紧轮，张紧轮抵靠在同步带上，以将同步带张紧。
[0016]第二方面，本申请实施例提供一种臂型机器人，包括底座、多个机械臂和第一方面中任一项的机械臂驱动结构，多个机械臂依次可旋转连接形成机械臂组，且机械臂组靠近底座一端的机械臂可旋转连接于底座，多个机械臂驱动结构和多个机械臂一一对应设置。
[0017]本申请实施例提供的臂型机器人，由于包括第一方面的机械臂驱动结构，因此具有相同的技术效果，即通过采集驱动件工作参数的方式判断机械臂是否发生碰撞，实现人机协作的方式更加便捷，且无需设置专用的力反馈传感器，从而降低了成本。
[0018]在本申请的一种可能的实现方式中，还包括智能模块，机械臂驱动结构电联接于智能模块，智能模块用于：控制驱动件通过传动机构驱动机械臂运动；监测驱动件的工作参数；根据工作参数控制驱动件的驱动状态。
[0019]第三方面，本申请实施例提供一种机械臂驱动方法，主要包括以下步骤：控制驱动件通过传动机构驱动机械臂运动；监测驱动件的工作参数；根据工作参数判断机械臂是否存在碰撞；根据判断结果控制驱动件的驱动状态。
[0020]本申请实施例提供的机械臂驱动方法，可用于第二方面的臂型机器人，因此具有相同的技术效果，即通过采集驱动件工作参数的方式判断机械臂是否发生碰撞，实现人机协作的方式更加便捷，且无需设置专用的力反馈传感器，从而降低了成本。
[0021]在本申请的一种可能的实现方式中，驱动状态包括使能状态和失能状态；当驱动件处于使能状态时，驱动件的输出端可驱动机械臂运动；当驱动件处于失能状态时，驱动件的输出端可跟随机械臂运动。
[0022]在本申请的一种可能的实现方式中，在根据工作参数判断机械臂是否存在碰撞的
步骤中，机械臂驱动方法包括：将工作参数和预设参数进行大小比较，以判断机械臂是否存在碰撞。
[0023]在本申请的一种可能的实现方式中，在将工作参数和预设参数进行大小比较，以判断机械臂是否存在碰撞的步骤中，机械臂驱动方法包括：当工作参数大于预设参数时，判定机械臂存在碰撞。
[0024]在本申请的一种可能的实现方式中，在根据工作参数控制驱动件的驱动状态的步骤中，机械臂驱动方法包括：当判定机械臂存在碰撞时，控制驱动件切换为失能状态。
[0025]在本申请的一种可能的实现方式中，在控制驱动件切换为失能状态的步骤之后，机械臂驱动方法包括：判断机械臂的碰撞是否结束；根据碰撞是否结束制驱动件的驱动状态。
[0026]在本申请的一种可能的实现方式中，在根据碰撞是否结束控制驱动件的驱动状态的步骤中，机械臂驱动方法包括：当碰撞结束时，控制驱动件切换为使能状态。
[0027]在本申请的一种可能的实现方式中，机械臂驱动方法包括：在驱动件切换为失能状态之前，记录机械臂的位置参数；在驱动件切换为使能状态之后，驱动机械臂运动至位本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种机械臂驱动结构，其特征在于，包括：驱动件；传动机构，传动连接在所述驱动件和机械臂之间，用于将所述驱动件的驱动力传递至机械臂，以及将机械臂受到的外力传递至所述驱动件；监测单元，设置在所述驱动件上，所述监测单元用于采集所述驱动件的工作参数，所述工作参数跟随所述外力变化；控制单元，电联接于所述驱动件和所述监测单元，所述控制单元用于根据所述工作参数控制所述驱动件的驱动状态。2.根据权利要求1所述的机械臂驱动结构，其特征在于，所述驱动状态包括使能状态和失能状态；当所述驱动件处于使能状态时，所述驱动件的输出端可驱动机械臂运动；当所述驱动件处于失能状态时，所述驱动件的输出端可跟随机械臂运动。3.根据权利要求2所述的机械臂驱动结构，其特征在于，所述工作参数和所述外力成正相关，所述控制单元内存储有预设参数；当所述工作参数高于所述预设参数时，所述控制单元控制所述驱动件切换为所述失能状态。4.根据权利要求3所述的机械臂驱动结构，其特征在于，所述驱动件为步进电机，所述工作参数为所述步进电机的工作电流。5.根据权利要求3所述的机械臂驱动结构，其特征在于，还包括位置记录模块，当所述驱动件切换为所述失能状态时，所述位置记录模块用于记录机械臂的位置参数。6.根据权利要求1～5中任一项所述的机械臂驱动结构，其特征在于，所述传动机构包括依次传动连接的第一传动件、第二传动件和第三传动件，所述第一传动件固定连接于所述驱动件的输出端，所述第三传动件用于固定连接机械臂。7.根据权利要求6所述的机械臂驱动结构，其特征在于，所述第一传动件和所述第二传动件的传动比不超过5:1。8.根据权利要求7所述的机械臂驱动结构，其特征在于，所述传动机构为同步带机构，所述第一传动件和所述第三传动件均为带轮，所述第二传动件为同步带，所述第二传动件套设在所述第一传动件和所述第三传动件上，且所述第一传动件的径向尺寸小于所述第三传动件的径向尺寸。9.根据权利要求8所述的机械臂驱动结构，其特征在于，所述传动机构还包括张紧轮，所述张紧轮抵靠在所述同步带上，以将所述同步带张紧。10.一种臂型机器人，其特征在于，包括：底座；多个机械臂，依次可旋转连接形成机械臂组，且所述机械臂组靠近所述底座一端的机械臂可旋转连接于所述底座；权利要求1～9中任一项所述的机械臂驱动结构，所述机械臂驱动结构为多个，且多个所述机械臂驱动结构和多个所述机械臂一一对应设置。11.根据权利要求10所述的臂型机器人，其特征在于，还包...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈永胜，唐明勇，王兴，鲁白，沈徽，
申请(专利权)人：北京市商汤科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：
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