[發(fā)明專利]具有測(cè)距停止功能的多關(guān)節(jié)機(jī)器人和測(cè)距停止方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711119597.1
• 申請(qǐng)日: 2017-11-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107717996B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張琰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京鎂伽機(jī)器人科技有限公司
• 主分類號(hào): B25J9/16
• 分類號(hào): B25J9/16
• 代理公司: 北京睿邦知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11481
• 代理人: 徐丁峰

一種具有測(cè)距停止功能的多關(guān)節(jié)機(jī)器人，包括有依次連接的多個(gè)關(guān)節(jié)、帶動(dòng)每個(gè)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)部件、驅(qū)動(dòng)所述運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)控制部件，還包括有安裝在所述多關(guān)節(jié)機(jī)器人上的測(cè)距傳感器，所述測(cè)距傳感器，用于實(shí)時(shí)測(cè)量所述多關(guān)節(jié)機(jī)器人與鄰近物體的間隔距離L’；所述控制波形產(chǎn)生部，還用于當(dāng)所述間隔距離L’達(dá)到一個(gè)閾值距離L0時(shí)，產(chǎn)生一組使所述運(yùn)動(dòng)部件減速停止的PWM波形數(shù)據(jù)；所述驅(qū)動(dòng)部，還用于根據(jù)所述使所述運(yùn)動(dòng)部件減速停止的PWM波形數(shù)據(jù)、驅(qū)動(dòng)所述運(yùn)動(dòng)部件減速運(yùn)動(dòng)，直到所述多關(guān)節(jié)機(jī)器人停止運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明即避免了機(jī)器人與鄰近物體之間的碰撞、又不會(huì)損害機(jī)器人本身，防碰撞效果極好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及多關(guān)節(jié)機(jī)器人領(lǐng)域，特別是一種具有測(cè)距停止功能的多關(guān)節(jié)機(jī)器人、以及一種測(cè)距停止方法。

背景技術(shù)

在運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域，電機(jī)等運(yùn)動(dòng)部件是實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制的核心部件，比如機(jī)器人的運(yùn)行就需要電機(jī)配合絲杠或減速器等作為運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件來(lái)帶動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)。

以電機(jī)配合減速器為例，電機(jī)配合減速器是多關(guān)節(jié)機(jī)器人(或稱為多關(guān)節(jié)機(jī)械手、多軸機(jī)器人、機(jī)械臂等)的主要運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件，多關(guān)節(jié)機(jī)器人主要是根據(jù)預(yù)定的路線從一個(gè)初始位置夾取目標(biāo)物體到目標(biāo)位置，適用于諸多工業(yè)領(lǐng)域的機(jī)械自動(dòng)化作業(yè)。

現(xiàn)在市場(chǎng)上的多關(guān)節(jié)機(jī)器人主要包括四軸機(jī)器人(具有四個(gè)關(guān)節(jié))和六軸機(jī)器人(具有六個(gè)關(guān)節(jié))，他們均包括有基座、手臂和末端的物體夾持部，手臂上關(guān)節(jié)的多少?zèng)Q定了機(jī)器人的“軸”的數(shù)量，每一個(gè)關(guān)節(jié)都是由一個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)、以實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)。

目前，用戶需要通過(guò)人機(jī)交互設(shè)備(如電腦、示教器等)實(shí)現(xiàn)對(duì)多關(guān)節(jié)機(jī)器人的參數(shù)設(shè)定和控制，目前市場(chǎng)上的人機(jī)交互設(shè)備大都是針對(duì)機(jī)器人整體而設(shè)計(jì)，用戶一般通過(guò)編輯每個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制，所述的運(yùn)動(dòng)參數(shù)實(shí)際上是控制運(yùn)動(dòng)部件(如電機(jī))的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，用戶編輯機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)參數(shù)后，發(fā)送給機(jī)器人本體的運(yùn)動(dòng)控制部件(或稱為驅(qū)控器等)，運(yùn)動(dòng)控制部件對(duì)接收到的運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行解算后控制運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)，如專利申請(qǐng)?zhí)枮?01710438383.4的中國(guó)專利申請(qǐng)即公開(kāi)了一種多關(guān)節(jié)機(jī)器人。

結(jié)合參考附圖1，附圖1示出了一種多關(guān)節(jié)機(jī)器人100，機(jī)器人100是一種四關(guān)節(jié)機(jī)器人，機(jī)器人100包括有底座1、大臂2、小臂3，小臂3上還可以連接有腕(附圖1中未示出)，腕上可以有爪、以實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的抓取等功能，例如專利申請(qǐng)?zhí)枮?01710381661.7的中國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種物體夾持部，該物體夾持部可以作為爪安裝在腕關(guān)節(jié)上。

在機(jī)器人100的各個(gè)關(guān)節(jié)上分別設(shè)置有運(yùn)動(dòng)部件(電機(jī)和減速器)，例如在底座1的外殼內(nèi)設(shè)置有一套電機(jī)和減速器，減速器的輸出軸連接底座1的上蓋；底座1的上蓋安裝大臂2，大臂2的底部設(shè)置有另一套電機(jī)4和減速器5，減速器5的輸出軸連接大臂2的本體；在大臂2的上部設(shè)置有另一套電機(jī)和減速器，減速器的輸出軸連接小臂3的本體；在小臂3的前端還可以設(shè)置有另一套電機(jī)和減速器，減速器的輸出軸連接腕的本體；腕上可以安裝各種末端執(zhí)行器，例如專利申請(qǐng)?zhí)枮?01710381661.7公開(kāi)的物體夾持部。

底座1內(nèi)的電機(jī)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以帶動(dòng)底座1的上蓋沿水平方向360度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、進(jìn)而帶動(dòng)機(jī)器人100的大臂2、小臂3等沿水平方向360度旋轉(zhuǎn)；電機(jī)4的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以帶動(dòng)大臂2沿S1方向俯向下運(yùn)動(dòng)、或沿S2方向后仰向上運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶著小臂3等沿S1或S2方向運(yùn)動(dòng)；大臂2上部的電機(jī)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以帶動(dòng)小臂3進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶著腕等旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；小臂3的另一端的電機(jī)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以帶動(dòng)腕進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶著末端執(zhí)行器進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；末端執(zhí)行器上的電機(jī)還可以帶動(dòng)末端執(zhí)行器進(jìn)行夾取物體等操作。

通過(guò)不同的運(yùn)動(dòng)參數(shù)控制上述多個(gè)電機(jī)按用戶設(shè)定的運(yùn)動(dòng)路線運(yùn)動(dòng)，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人100的精確控制，使機(jī)器人100完成用戶設(shè)定的各種功能。

對(duì)各個(gè)電機(jī)(例如電機(jī)4)的控制是通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制部件實(shí)現(xiàn)的，運(yùn)動(dòng)控制部件可以單獨(dú)設(shè)置在機(jī)器人100的外部、通過(guò)連接線與機(jī)器人100上的各個(gè)電機(jī)連接；運(yùn)動(dòng)控制部件也可以安裝在機(jī)器人100的本體外殼內(nèi)。