[發(fā)明專利]一種機械臂作業(yè)狀態(tài)下安全防碰系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2019-11-27
• 公開（公告）號: CN110861124B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設計）人: 蔣奇;孫偉凱
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B25J19/06
• 分類號: B25J19/06;B25J19/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權代理有限公司 37221
• 代理人: 武博

本發(fā)明公開了一種機械臂作業(yè)狀態(tài)下安全防碰系統(tǒng)，其技術方案為：包括第一防碰撞系統(tǒng)和第二防碰撞系統(tǒng)，第一防碰撞系統(tǒng)包括依次鋪設的剛性保護層、壓電振動感應層、第一柔性保護層、靜電感應層和第二柔性保護層，其中，剛性保護層用于與機械臂表面貼合，所述靜電感應層具有導體層，在導體層內(nèi)能夠形成低電壓交流電場；第二防碰撞系統(tǒng)，包括能夠感應位置信息并發(fā)出報警信號的安全防護手環(huán)。本發(fā)明采用多種安全防護系統(tǒng)綜合的方式，檢測精度高，反應速度快。

技術領域

本發(fā)明涉及安全防護技術領域，尤其涉及一種機械臂作業(yè)狀態(tài)下安全防碰系統(tǒng)。

背景技術

在機械臂進行現(xiàn)場作業(yè)時，操作人員需要近距離地觀測機械臂的運作情況，并根據(jù)自身工作經(jīng)驗對機械臂進行實時調(diào)整。當操作人員判斷機械臂與其他設備及工件之間的距離大于安全距離時，確定機械臂可按照設定的軌跡運作；當操作人員判斷機械臂與其他設備及工件的之間距離處于臨界安全距離時，操作人員需要立即即調(diào)整機械臂并使其處于大于安全距離的位置，重新設置機械臂的運作軌跡，以確保機械臂的安全作業(yè)。

但是僅憑借操作人員的主觀經(jīng)驗來對機械臂與帶電設備的安全距離進行判斷，存在一定誤差，而當操作人員專注于作業(yè)內(nèi)容很容易忽視機械臂與設備的距離，因此，上述技術方案無法有效保證設備的安全運作。除此之外，人機協(xié)作機器人的工作空間與工人的工作空間交叉,并且在人機協(xié)作機器人與工人之間有可能發(fā)生物理接觸。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種機械臂作業(yè)狀態(tài)下安全防碰系統(tǒng)，采用多種安全防護系統(tǒng)綜合的方式，檢測精度高，反應速度快。

本發(fā)明采用下述技術方案：

一種機械臂作業(yè)狀態(tài)下安全防碰系統(tǒng)，包括：

第一防碰撞系統(tǒng)，包括依次鋪設的剛性保護層、壓電振動感應層、第一柔性保護層、靜電感應層和第二柔性保護層，其中，剛性保護層用于與機械臂表面貼合，所述靜電感應層具有導體層，在導體層內(nèi)能夠形成低電壓交流電場；

第二防碰撞系統(tǒng)，包括能夠感應位置信息并發(fā)出報警信號的安全防護手環(huán)。

進一步的，所述壓電振動感應層由若干壓電傳感器鋪設組成陣列。

進一步的，所述導體層連接控制器。

進一步的，所述壓電振動感應層設有定位傳感器，定位傳感器感知位置信息并將信號傳輸至控制器。

進一步的，所述第一柔性保護層為硅樹脂材質(zhì)，第二柔性保護層為高導電硅橡膠材質(zhì)。

進一步的，所述剛性保護層由多層金屬板組成，且剛性保護層開設有連接孔。

進一步的，所述安全防護手環(huán)通過無線方式與機械臂控制臺、第一防碰撞系統(tǒng)的控制器進行信息交互。

進一步的，所述安全防護手環(huán)安裝指示燈、蜂鳴器、位置感應模塊和急停控制單元，所述急停控制單元由按鈕觸發(fā)。

進一步的，所述位置感應模塊為GPS定位模塊。

進一步的，所述安全防護手環(huán)安裝電池。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

(1)本發(fā)明的防碰系統(tǒng)由鋪設在機械臂表面的保護層和安全防護手環(huán)組成，保護層鋪設在機械臂表面，不需要對設備進行大規(guī)模改造；保護層與安全防護手環(huán)配合實現(xiàn)對機械臂與人員、工件的防碰撞功能；

(2)本發(fā)明具有靜電感應層，能夠感應人體產(chǎn)生的靜電，在人體尚未接觸保護層時便產(chǎn)生感應，提前停止機械臂動作，安全防護功能更好；

(3)本發(fā)明具有壓電振動感應陣列及定位傳感器，能夠監(jiān)測機械臂振動情況及機械臂在三維空間的位置，感應精度較高。

附圖說明