[發(fā)明專利]一種工業(yè)機(jī)器人碰撞檢測方法、裝置、電子設(shè)備及介質(zhì)有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201910163469.X | 申請日： | 2019-03-05 |
| 公開（公告）號： | CN110053043B | 公開（公告）日： | 2021-10-26 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 張鐵;洪景東 | 申請（專利權(quán)）人： | 華南理工大學(xué) |
| 主分類號： | B25J9/16 | 分類號： | B25J9/16 |
| 代理公司： | 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102 | 代理人： | 何淑珍;黃海波 |
| 地址： | 510640 廣*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 工業(yè) 機(jī)器人 碰撞 檢測 方法 裝置 電子設(shè)備 介質(zhì) | ||
1.一種基于包絡(luò)線的工業(yè)機(jī)器人碰撞檢測方法，其特征在于，包括步驟：
S1、當(dāng)機(jī)器人處于穩(wěn)定運(yùn)動狀態(tài)時，比較各關(guān)節(jié)的實(shí)時計算力矩與實(shí)際力矩得到各關(guān)節(jié)的力矩誤差曲線L；
S2、設(shè)置針對各力矩誤差曲線L的類包絡(luò)曲線，所述類包絡(luò)曲線位于各力矩誤差曲線L兩側(cè)，包括上包絡(luò)曲線Lup和下包絡(luò)曲線Ldown，并滿足Ldown(k)≤L(k)和Lup(k)≥L(k)，其中，k為時間點(diǎn)，L(k)為k時間點(diǎn)力矩誤差曲線L對應(yīng)的值，Lup(k)為k時間點(diǎn)上包絡(luò)曲線對應(yīng)的值，Ldown(k)為k時間點(diǎn)下包絡(luò)曲線對應(yīng)的值；
S3、實(shí)時更新每個離散時間點(diǎn)各關(guān)節(jié)的上包絡(luò)曲線Lup和下包絡(luò)曲線Ldown，并計算每個離散時間點(diǎn)各關(guān)節(jié)的上包絡(luò)曲線Lup和下包絡(luò)曲線Ldown的差值；
S4、當(dāng)各關(guān)節(jié)的各關(guān)節(jié)的上包絡(luò)曲線Lup和下包絡(luò)曲線Ldown的差值都小于等于設(shè)定的碰撞檢測閾值Lthr＞0時，判定機(jī)器人沒有碰撞發(fā)生，機(jī)器人保持預(yù)設(shè)的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)并返回步驟S1；當(dāng)各關(guān)節(jié)上包絡(luò)曲線Lup和下包絡(luò)曲線Ldown的差值都大于所述碰撞檢測閾值Lthr時，則判定機(jī)器人存在碰撞并執(zhí)行步驟S5；
S5、暫停機(jī)器人的運(yùn)動，顯示發(fā)生碰撞的關(guān)節(jié)并報警；
其中，所述的步驟S3中，每個離散時間點(diǎn)各關(guān)節(jié)的上包絡(luò)曲線Lup和下包絡(luò)曲線Ldown的更新過程包括步驟：
S31、計算類包絡(luò)線的k時間點(diǎn)的均值線Lmid的值:
Lmid(k)＝Lup(k)/2+Ldown(k)/2
其中，Lmid為類包絡(luò)線的均值線，Lmid(k)為k時間點(diǎn)均值線Lmid對應(yīng)的值；
S32、根據(jù)k時間點(diǎn)力矩誤差曲線L對應(yīng)的值L(k)與所述類包絡(luò)線的k時間點(diǎn)的均值線Lmid的值的大小關(guān)系計算k+1時間點(diǎn)上包絡(luò)曲線Lup和下包絡(luò)曲線Ldown的值：
其中，α為預(yù)設(shè)的類包絡(luò)線增大和減小的變化速率，其值大于所述力矩誤差曲線L的平均斜率；
S33、調(diào)整k+1時間點(diǎn)上包絡(luò)曲線Lup和下包絡(luò)曲線的值：
若Lup(k+1)＜L(k+1)，則Lup(k+1)＝L(k+1)；
若Ldown(k+1)＞L(k+1)，則Ldown(k+1)＝L(k+1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于包絡(luò)線的工業(yè)機(jī)器人碰撞檢測方法，其特征在于，所述的步驟S1中具體包括：
當(dāng)機(jī)器人處于穩(wěn)定運(yùn)動狀態(tài)時，通過機(jī)器人的動力學(xué)模型，結(jié)合機(jī)器人的運(yùn)動狀態(tài)實(shí)時計算機(jī)器人運(yùn)動過程中各關(guān)節(jié)力矩得到計算力矩；將所述計算力矩與關(guān)節(jié)的實(shí)時實(shí)際力矩進(jìn)行比較，得到各關(guān)節(jié)的力矩誤差曲線L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于包絡(luò)線的工業(yè)機(jī)器人碰撞檢測方法，其特征在于，所述的步驟S3中，計算每個離散時間點(diǎn)各關(guān)節(jié)的上包絡(luò)曲線Lup和下包絡(luò)曲線Ldown的差值具體為：
ΔL(k+1)＝Lup(k+1)-Ldown(k+1)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于包絡(luò)線的工業(yè)機(jī)器人碰撞檢測方法，其特征在于，所述步驟S4中，
所述碰撞檢測閾值Lthr的實(shí)際設(shè)置與機(jī)器人的動力學(xué)模型精度正相關(guān)，即當(dāng)模型精度越高，力矩誤差越小時，則所述碰撞檢測閾值Lthr在誤報率為0的情況下設(shè)置得越小。
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