机器人的安全保护方法、系统以及计算机可读存储介质技术方案

本发明专利技术涉及机器人领域，具体涉及一种机器人的安全保护方法、系统以及计算机可读存储介质。机器人的安全保护方法，包括：检测步骤，第一传感器检测机器人的关节的第一信息，第二传感器检测关节的第二信息；计算处理步骤，根据第一传感器检测的第一信息，处理得到机器人的第一运动信息，根据第二传感器检测的第二信息，处理得到机器人的第二运动信息，第一运动信息和第二运动信息是不同数据源处理得到的同类运动信息；判断步骤，根据第一运动信息与第一阈值的比较、第二运动信息与第一阈值的比较、以及第一运动信息与第二运动信息的比较，判断是否发送安全信号；安全保护步骤，响应于安全信号，实施安全保护动作。实施安全保护动作。实施安全保护动作。

【技术实现步骤摘要】
机器人的安全保护方法、系统以及计算机可读存储介质


[0001]本专利技术涉及机器人领域，具体地涉及一种机器人的安全保护方法、系统以及计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]随着机器人技术的发展，机器人的应用越来越广泛，机器人的安全性、可靠性也相应受到人们的日益重视。以往工业机器人在应用时需要使用围栏隔开人与机器人，然而现在许多应用场景需要以人与机器人以共融的方式去完成某项任务。这意味着传统围栏隔开的方式难以继续适用，需要采用新的保护方式保证人
‑
机
‑
物的安全。
[0003]现有技术的机器人通常采用碰撞检测功能来规避机器人碰撞所带来的风险，碰撞检测功能通常使用六维力传感器或电容式传感器来检测人与机器人之间的接近或接触。然而，六维力传感器或电容式传感器的检测精度有限，导致准确性较低，无法保证机器人使用过程中的人员安全。
[0004]因此，如何提供一种机器人的安全保护方法以及系统，能够保证检测结果的准确性，从而提高机器人的安全性与可靠性，成为了需要解决的问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的机器人的安全性以及可靠性不足的问题，本专利技术提供了一种机器人的安全保护方法，包括：检测步骤，第一传感器检测机器人的关节的第一信息，第二传感器检测关节的第二信息；计算处理步骤，根据第一传感器检测的第一信息，处理得到机器人的第一运动信息，根据第二传感器检测的第二信息，处理得到机器人的第二运动信息，第一运动信息和第二运动信息是不同数据源处理得到的同类运动信息；判断步骤，根据第一运动信息与第一阈值的比较、第二运动信息与第一阈值的比较、以及第一运动信息与第二运动信息的比较，判断是否发送安全信号；安全保护步骤，响应于安全信号，实施安全保护动作。
[0006]根据上述技术方案，第一运动信息和第二运动信息为不同数据源处理得到的同类运动信息，第一运动信息、第二运动信息分别与第一阈值相比较，避免依赖单一数据源所导致的误差错误，能够保证检测结果的准确性。此外通过对第一运动信息与第二运动信息进行比较，当第一传感器或第二传感器出现异常时能够通过彼此比较及时发现问题，起到相互校验的作用，进一步提高了检测准确性。由此机器人具备足够的检测准确性以及安全冗余性，从而有利于提高机器人的安全性与可靠性。
[0007]优选地，第一运动信息以及第二运动信息为机器人的关节或末端的位置、速度、加速度、力矩、动量以及功率中的任意一种或多种。
[0008]根据上述技术方案，第一运动信息与第二运动信息具有多个类型，能够对机器人多个类型的运动信息进行监测。机器人的某个运动信息出现异常时，能够及时发现并实施安全保护动作，有利于提高机器人的安全性。此外第一运动信息、第二运动信息可以是多个
类型的运动信息，扩大了安全监测范围，而且还能够应用于更多的应用场景，满足某些应用场景对不同运动信息的安全监测需求。
[0009]优选地，第二传感器检测的关节i的角速度为ω
i
，关节i的关节速度为如
2i
，
[0010][0011]为关节1坐标系的z轴单位矢量，为关节1坐标系到关节i坐标系的变换；
[0012]关节i的关节位置为q
2i
，
[0013]q
2i
＝∫dq
2i dt+q
0i
[0014]q
0i
为关节i的初始关节位置。
[0015]根据上述技术方案，根据第二传感器检测关节i的角速度ω
i
，能够计算关节i处的关节位置q
2i
，用以判断关节i的关节位置是否正常。
[0016]优选地，安全保护动作为预警、减速、0类停止、1类停止或2类停止中的任意一种或多种。
[0017]根据上述技术方案，通过采取以上安全保护动作，能够提高对用户的保护效果，有效避免机器人对用户造成伤害。
[0018]优选地，第一传感器为编码器，设置在关节的输入侧或者输出侧。
[0019]根据上述技术方案，编码器设置在关节的输入侧或者输出侧能够检测关节位置或速度，通过关节位置或速度能够计算出多个类型的运动信息，从而扩大运动信息的监测范围。
[0020]优选地，第一传感器还包括电机电流传感器，检测电机输出力矩。
[0021]根据上述技术方案，电机电流传感器能够检测电机输出力矩，能够用于后续对关节力矩信息的比较，当关节力矩信息出现异常时能够及时发现并发送安全信号。
[0022]优选地，第二传感器为角速度传感器，安装于机器人各关节的输出装置处。
[0023]根据上述技术方案，角速度传感器能够检测机器人各关节运动状态下笛卡尔空间内的角速度分量，通过角速度分量能够计算出多个类型的运动信息，从而扩大运动信息的监测范围。
[0024]本专利技术还提供了一种机器人的安全保护系统，包括：第一传感器，设置在机器人的关节处，检测关节的第一信息；第二传感器，设置在关节处，检测关节的第二信息；计算处理单元，根据第一传感器检测的第一信息，处理得到机器人的第一运动信息，根据第二传感器检测的第二信息，处理得到机器人的第二运动信息，第一运动信息和第二运动信息是不同数据源处理得到的同类运动信息；判断单元，根据第一运动信息与第一阈值的比较、第二运动信息与第一阈值的比较、以及第一运动信息与第二运动信息的比较，判断是否发送安全信号；安全保护单元，响应于安全信号，实施安全保护动作。
[0025]本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，存储有处理器可读指令，一个或者多个处理器通过运行处理器可读指令执行上述任一技术方案的机器人的安全保护方法。
附图说明
[0026]图1是本专利技术第一实施方式的机器人的主视示意图。
[0027]图2是本专利技术第二实施方式的关节的模块示意图。
[0028]图3是本专利技术第二实施方式的机器人的安全保护系统的控制模块图
[0029]图4是本专利技术第二实施方式的机器人的安全保护方法的流程图。
[0030]附图标记：100机器人；101安全保护系统；111基座；112关节；113机械臂；114工具；211电机；212减速器；21输入侧；22输出侧；213第一传感器；214输出装置；215第二传感器；1计算处理单元；2判断单元；3安全保护单元。
具体实施方式
[0031]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、完整的描述，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做出创造性劳动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。
[0032]第一实施方式
[0033]本实施方式提供了一种机器人100的安全保护系统101，图1是本专利技术第一实施方式的机器人100的主视示意图，如图1所示，机器人100包括基座111以及机械臂113，机器人100通常有一个至多个机械臂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人的安全保护方法，其特征在于，包括：检测步骤，第一传感器检测机器人的关节的第一信息，第二传感器检测所述关节的第二信息；计算处理步骤，根据所述第一传感器检测的所述第一信息，处理得到机器人的第一运动信息，根据所述第二传感器检测的第二信息，处理得到机器人的第二运动信息，所述第一运动信息和所述第二运动信息是不同数据源处理得到的同类运动信息；判断步骤，根据所述第一运动信息与第一阈值的比较、所述第二运动信息与所述第一阈值的比较、以及所述第一运动信息与所述第二运动信息的比较，判断是否发送安全信号；安全保护步骤，响应于所述安全信号，实施安全保护动作。2.根据权利要求1所述的机器人的安全保护方法，其特征在于，所述第一运动信息以及所述第二运动信息为机器人的关节或末端的位置、速度、加速度、力矩、动量以及功率中的任意一种或多种。3.根据权利要求1所述的机器人的安全保护方法，其特征在于，所述第二传感器检测的关节i的角速度为ω
i
，所述关节i的关节速度为dq
2i
，，为关节1坐标系的z轴单位矢量，为关节1坐标系到关节i坐标系的变换；所述关节i的关节位置为q
2i
，q
2i
＝∫dq
2i
dt+q
0i
q
0i
为所述关节i的初始关节位置。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的机器人的安全保护方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺岩，陈凯文，冯赟，
申请(专利权)人：上海捷勃特机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：