本发明专利技术涉及一种确保机器人位姿边界限制的安全系统，包括：工业机器人和安全控制系统，安全控制系统包括：获取模块，用于获取所述机器人的当前位置以及机器人位姿边界信息；计算模块，用于计算所述当前位置到所述位姿边界的安全距离，并基于所述安全距离计算机器人在该安全距离内制动的必要制动扭矩/制动力；控制模块，用于判断机器人当前位置可提供的最大制动扭矩/制动力是否大于所述必要制动扭矩/制动力，判断机器人当前可提供的最大制动扭矩和/或制动力的估计制动距离是否小于所述安全距离，上述判断至少任一不满足时，控制所述机器人减速或停机。本发明专利技术的有益效果是：工业机器人系统的安全性判断可靠性高。器人系统的安全性判断可靠性高。器人系统的安全性判断可靠性高。
【技术实现步骤摘要】
一种确保机器人位姿边界限制的安全系统
[0001]本专利技术涉及一种工业机器人领域，特别是涉及一种确保机器人位姿边界限制的安全系统。
技术介绍
[0002]随着社会的发展，机器人开始广泛应用于多个领域，例如家用机器人、工业机器人、服务机器人等。工业机器人是主要面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人，工业机器人中包括传统的工业机器人以及协作机器人，协作机器人能够与人协作高效的完成工作，可以高精度和高效率的完成危险环境的工作，因此受到越来越多用户的青睐。
[0003]协作机器人在工作中，需要与人类近距离互动合作，为了更好的实现人机协作，同时能够保障使用者的人身安全，协作机器人的安全性能是一核心指标。
[0004]常规的机器人系统具有安全检测系统，例如通过不正常力矩对碰撞障碍物的检测，通过电容传感器对人体接近协作机器人的检测，但这些检测方式本身精度有效，可靠度不足。
[0005]因此，有必要设计一种可靠性好的工业机器人安全控制系统。
技术实现思路
[0006]鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种可靠性好的工业机器人安全控制系统及其控制方法。
[0007]本专利技术可采用如下技术方案：一种工业机器人系统，包括：工业机器人和安全控制系统，所述工业机器人包括：底座；机械臂，包括若干个机械臂部分，所述机械臂一端连接于底座，另一端用于连接工具；关节，用于连接相邻的俩机械臂部分；所述安全控制系统用于控制所述工业机器人安全运行，其特征在于，所述安全控制系统包括：获取模块，用于获取所述机器人的当前位置，以及机器人位姿边界信息；计算模块，用于计算所述当前位置到所述位姿边界的安全距离，并基于所述安全距离计算机器人在该安全距离内制动所需的必要制动扭矩和/或制动力；控制模块，用于判断机器人当前位置可提供的最大制动扭矩和/或制动力是否大于所述必要制动扭矩和/或制动力，判断机器人当前可提供的最大制动扭矩和/或制动力的估计制动距离是否小于所述安全距离，以及当以上两组判断至少其一不能满足时，控制所述机器人减速或停机。
[0008]进一步的，所述位姿边界包括肘部位置边界、关节角度边界、机器人工具位姿边界、机器人工具方向边界。
[0009]进一步的，所述获取模块用于从人机交互设备获取所述位姿边界信息。
[0010]进一步的，所述工业机器人系统包括人机交互设备，所述人机交互设备包括机器人示教器。
[0011]进一步的，所述计算模块用于根据所述当前位置动态的计算所述安全距离，并基于所述安全距离动态的计算所述必要制动扭矩和/或制动力。
[0012]进一步的，所述控制模块包括第一控制模块和第二控制模块，所述第一控制模块和第二控制模块独立工作，所述第一控制模块用于判断机器人当前位置可提供的最大制动扭矩和/或制动力是否大于所述必要制动扭矩和/或制动力，所述第二控制模块用于判断机器人当前可提供的最大制动扭矩和/或制动力的估计制动距离是否小于所述安全距离。
[0013]进一步的，所述第一控制模块判断不能满足条件时，控制所述机器人减速或停机，或，所述第二控制模块判断不能满足条件时，控制所述机器人减速或停机。
[0014]本专利技术还可采用如下技术方案：一种工业机器人系统的安全控制方法，其特征在于，所述工业机器人系统包括工业机器人和安全控制系统，所述工业机器人包括：底座；机械臂，包括若干个机械臂部分，所述机械臂一端连接于底座，另一端用于连接工具；关节，用于连接相邻的俩机械臂部分；所述安全控制系统用于控制所述工业机器人安全运行；所述安全控制方法包括：获取所述机器人的当前位置以及机器人位姿边界信息；计算所述当前位置到所述位姿边界的安全距离，并基于所述安全距离计算机器人在该安全距离内制动所需的必要制动扭矩和/或制动力；判断机器人当前位置可提供的最大制动扭矩和/或制动力是否大于所述必要制动扭矩和/或制动力，判断机器人当前可提供的最大制动扭矩和/或制动力的估计制动距离是否小于所述安全距离，以及当以上两组判断至少其一不能满足时，控制所述工业机器人减速或停机。
[0015]进一步的，所述位姿边界包括肘部位置边界、关节角度边界、机器人工具位姿边界、机器人工具方向边界。
[0016]进一步的，通过人机交互设备获取所述位姿边界信息。
[0017]进一步的，所述安全控制方法包括：根据所述当前位置动态的计算所述安全距离，并基于所述安全距离动态的计算所述必要制动扭矩和/或制动力。
[0018]进一步的，判断机器人当前位置可提供的最大制动扭矩和/或制动力是否大于所述必要扭矩和/或制动力，以及判断机器人当前可提供的最大制动扭矩和/或制动力的估计制动距离是否小于所述安全距离，该两判断独立进行且均能够基于判断结果独立控制所述工业机器人减速或停机。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具体实施方式的有益效果为：通过动态的获取机器人的当前位置以及基于当前位置计算安全距离以及必要制动扭矩和/或制动力，并通过两种独立且不同的判断方法来判断机器人是否可能超过位姿边界运行，使得机器人能够实时的通过两种判断方法确认工作状态的安全性，使得安全性判断可靠性好。
附图说明
[0020]以上所述的本专利技术的目的、技术方案以及有益效果可以通过下面附图实现：
[0021]图1是本专利技术的一个实施例的工业机器人的示意图
[0022]图2是本专利技术的一个实施例的安全控制系统的模块示意图
[0023]图3是本专利技术的一个实施例的安全控制方法的示意图
[0024]图4是本专利技术又一实施例的安全控制方法的示意图
[0025]图5是本专利技术的一个实施例的安全控制方法的流程图
具体实施方式
[0026]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]本专利技术保护一种工业机器人系统，包括工业机器人和安全控制系统，参图1，图1示例性的给出了本专利技术一个实施例的工业机器人100的示意图，所述工业机器人100包括：底座110，用于支撑所述工业机器人100，以及用于将所述工业机器人100安装至预定的工作位置；机械臂，所述机械臂包括若干个机械臂部分121，所述机械臂一端连接于底座110，另一端用于连接工具200；关节130，用于连接相邻的俩机械臂部分121。机械臂是工业机器人100的核心部件之一，机械臂的各机械臂部分121能够基于关节130产生相互运动，使得机械臂具有多种运动姿态从而得以执行工作任务，所述机械臂能够连接多种工具，例如可以连接夹具、真空吸盘等来实现抓取、码垛等功能。所述工业机器人系统包括安全控制系统，参图2，图2示出了本专利技术一个实施例中安全控制系统300的模块示意图，所述安全控制系统300用于控制所述工业机器人100安全运行，例如，工本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种工业机器人系统，包括：工业机器人和安全控制系统，所述工业机器人包括：底座；机械臂，包括若干个机械臂部分，所述机械臂一端连接于底座，另一端用于连接工具；关节，用于连接相邻的俩机械臂部分；所述安全控制系统用于控制所述工业机器人安全运行，其特征在于，所述安全控制系统包括：获取模块，用于获取所述机器人的当前位置，以及机器人位姿边界信息；计算模块，用于计算所述当前位置到所述位姿边界的安全距离，并基于所述安全距离计算机器人在该安全距离内制动所需的必要制动扭矩和/或制动力；控制模块，用于判断机器人当前位置可提供的最大制动扭矩和/或制动力是否大于所述必要制动扭矩和/或制动力，判断机器人当前可提供的最大制动扭矩和/或制动力的估计制动距离是否小于所述安全距离，以及当以上两组判断至少其一不能满足时，控制所述机器人减速或停机。2.根据权利要求1所述的工业机器人系统，其特征在于，所述位姿边界包括肘部位置边界、关节角度边界、机器人工具位姿边界、机器人工具方向边界。3.根据权利要求1所述的工业机器人系统，其特征在于，所述获取模块用于从人机交互设备获取所述位姿边界信息。4.根据权利要求3所述的工业机器人系统，其特征在于，所述工业机器人系统包括人机交互设备，所述人机交互设备包括机器人示教器。5.根据权利要求1所述的工业机器人系统，其特征在于，所述计算模块用于根据所述当前位置动态的计算所述安全距离，并基于所述安全距离动态的计算所述必要制动扭矩和/或制动力。6.根据权利要求1所述的工业机器人系统，其特征在于，所述控制模块包括第一控制模块和第二控制模块，所述第一控制模块和第二控制模块独立工作，所述第一控制模块用于判断机器人当前位置可提供的最大制动扭矩和/或制动力是否大于所述必要制动...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙恺，
申请(专利权)人：苏州艾利特机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：
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