[發明專利]基于力覺傳感器的協作機器人控制方法及協作機器人

在審

• 申請號: 202210422381.7
• 申請日: 2022-04-21
• 公開（公告）號: CN114872041A
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 郭秦陽;伊春明;陳子豪;常青藤;陳飛
• 申請（專利權）人: 上海發那科機器人有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J9/00
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 吳軼淳

本發明涉及協作機器人技術領域，具體涉及一種基于力覺傳感器的協作機器人控制方法及協作機器人，包括：S1：于第一力覺傳感器上設置第一物體，構建工具坐標系；S2：分別采集第一力覺傳感器的第一力度數據和第二力覺傳感器的第二力度數據；S3：于工具坐標系中采用第一力度數據對第二力度數據進行補償，以獲得實際力度數據；S4：采用實際力度數據控制協作機器人。本發明的有益效果在于：通過設置第一力覺傳感器，從而采集到第一物體對第二物體進行接觸時的反作用力，并根據生成的第一力度數據對第二力覺傳感器生成的第二力度數據進行補償，從而獲得真實的、因外界物體碰撞生成的力度數據，有效判斷出協作機器人是否發生碰撞，提高了設備安全性。

技術領域

本發明涉及協作機器人技術領域，具體涉及一種基于力覺傳感器的協作機器人控制方法及協作機器人。

背景技術

協作機器人，指新一代的用于和人進行交互、協同工作的機器人。相對于傳統的工業機器人，由于該類機器人被設計用于在生產線上與操作員協同工作，因此該類機器人在設計之初便需要考慮較高的安全性指標。為避免協作機器人在工作時與人發生碰撞進而造成安全事故，該類協作機器人通常會設置有一個或多個力覺傳感器，以采集到機器人各部位的力度數據，從而判斷出機器人是否與外界物體，比如操作員、其他設備等發生碰撞，進而控制機器人進行急停或回避，以避免安全事故的發生。

但是，在實際實施過程中，發明人發現，現有技術中的協作機器人，其基于力覺傳感器實現的碰撞檢測功能僅能夠在協作機器人獨立運動時正常工作。當協作機器人需要操作外界物體，尤其是向外界物體施加一定壓力，比如，在工件上鉆孔、粘合物體時，容易因為自由端受到外界物體的反作用力導致誤報警。針對這一問題，現有技術中通常是在該類場景中關閉報警功能。比如，在移動工件時開啟碰撞報警，隨后在對工件加工時關閉碰撞報警，以使得協作機器人能夠正常工作。不過這一方法并未實質性解決這一問題，其在關閉碰撞報警的過程中仍可能存在一定的安全風險。

發明內容

針對現有技術中存在的上述問題，現提供一種基于力覺傳感器的協作機器人控制方法及協作機器人。

具體技術方案如下：

一種基于力覺傳感器的協作機器人控制方法，所述協作機器人包括一個機械臂，所述機械臂的自由端上設置有一第一力覺傳感器；所述協作機器人上還設置有至少一個第二力覺傳感器；

則所述協作機器人控制方法具體包括：

步驟S1：于所述第一力覺傳感器上設置第一物體，根據所述第一物體構建工具坐標系；

步驟S2：分別采集所述第一力覺傳感器的第一力度數據和所述第二力覺傳感器的第二力度數據；

步驟S3：于所述工具坐標系中采用所述第一力度數據對所述第二力度數據進行補償，以獲得實際力度數據；

步驟S4：采用所述實際力度數據控制所述協作機器人。

優選地，所述步驟S1包括：

步驟S11：將所述第一物體設置在所述第一力覺傳感器上；

步驟S12：根據所述第一物體對所述協作機器人進行負載設置；

步驟S13：根據所述第一物體構建所述工具坐標系。

優選地，所述步驟S12中，對所述協作機器人進行負載設置的同時，還獲取所述第一物體和所述第一力覺傳感器的質量和重心。

優選地，所述步驟S3包括：

步驟S31：根據所述第一力度數據在所述工具坐標系中生成多個第一矢量力，以及，根據所述第二力度數據在所述工具坐標系中生成多個第二矢量力；

步驟S32：對每個所述第二矢量力分別采用對應的所述第一矢量力生成補償力度分量；