[實用新型]一種基于光纖光柵的防碰撞監測裝置

有效

• 申請號: 201821882327.6
• 申請日: 2018-11-15
• 公開（公告）號: CN209102015U
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 徐劍喬;張志斌;杜永新;蔣金輝;王松林;史義雄
• 申請（專利權）人: 中鐵第四勘察設計院集團有限公司
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 張濤

本實用新型屬于工業機器人技術領域，具體提供了一種基于光纖光柵的防碰撞監測裝置，通過在不銹鋼環上鋪設光纖及光纖光柵傳感器，當障礙物碰撞該裝置時便會引起不銹鋼環變形，光纖光柵傳感器便可監測到該變形。以應變為監測變量，采用光纖光柵作為碰撞監測傳感器，監測靈敏，信號傳輸快，沿程損耗小，抗電磁干擾，機器人可在碰撞瞬間接收到制動信號；多重碰撞緩沖措施如橡膠套和彈簧，可有效減小碰撞對障礙物和機器人本體造成的沖擊力，成本低廉，適合大面積推廣使用，且信號的傳感和傳輸均采用光信號，而非電信號，穩定性更高，且可避免漏電對機器人主機的損害。

技術領域

本實用新型屬于工業機器人技術領域，具體涉及一種基于光纖光柵的防碰撞監測裝置。

背景技術

隨著計算機與機器人技術的發展，機器人在各行各業的應用越來越普遍，以機械臂為代表的工業機器人正在取代工人進行全程自動化操作。通常機器人的工作半徑內不宜設置影響其工作的障礙物，但有時由于工作環境限制，機器人必須在某種狹小空間或設有障礙物的空間工作時(例如自動加油機器人)，相應的碰撞監測及保護措施顯得十分必要，而現有的機器人大多強調從算法角度或前期軌跡規劃方面來避免碰撞，這種避免碰撞的方法對于一些無規則移動的障礙物效果較差，另一種方法是在機器人表面布設各種傳感器，如紅外距離傳感器、CCD工業相機等，上述傳感器一方面價格較高，另一方面，由于機器人手臂運動速度較慢，有時即使傳感器監測到障礙物的存在，由于機械臂避讓速度小于障礙物運動速度，仍然會發生碰撞，而由于機械臂表面通常為剛性材料，碰撞對機械臂及障礙物都有較大的損傷。

發明內容

本實用新型的目的是克服現有技術中機器人被動碰撞監測與保護技術不足的問題。

為此，本實用新型提供了一種基于光纖光柵的防碰撞監測裝置，包括監測單元、第一連接桿組及不銹鋼環，所述監測單元包括光纖光柵傳感器及光纖，所述第一連接桿組包括至少兩個第一連接桿，相鄰兩個所述第一連接桿之間通過不銹鋼環固定連接，所述光纖固設在所述不銹鋼環外表面，所述光纖與所述光纖光柵傳感器連接。

優選地，所述裝置還包括碳纖維防護環、彈簧、第二連接桿組及底座，所述第二連接桿組包括至少兩個第二連接桿，所述第二連接桿組與所述第一連接桿組一一對應，所述第一連接桿一端與所述碳纖維防護環內壁連接，另一端與所述彈簧一端連接，所述第一連接桿中間與所述不銹鋼環固定連接，所述彈簧另一端與所述第二連接桿一端連接，所述第二連接桿另一端與所述底座連接。

優選地，所述碳纖維防護環外表面套設有橡膠套。

優選地，所述底座內表面粘接有橡膠墊片。

優選地，所述光纖與所述不銹鋼環外表面之間通過環氧樹脂粘接。

優選地，所述第一連接桿中間位置通過第一夾片及第二夾片夾緊連接，所述第一夾片及所述第二夾片另一端均與所述不銹鋼環緊固連接。

優選地，所述光纖光柵傳感器至少兩個，多個所述光纖光柵傳感器分別一一對應靠近所述第一連接桿。

優選地，所述不銹鋼環包括多個，各所述不銹鋼環上均粘接有光纖，所述不銹鋼環兩端設有凸起和凹槽，相鄰兩個所述不銹鋼環之間通過凸起和凹槽插入配合。

優選地，各所述不銹鋼環外套設有橡膠套。

優選地，相鄰兩個所述不銹鋼環之間的光纖的長度大于該相鄰兩個所述光銹鋼環之間的距離。