安川工业机器人碰撞检测的报告分析
伴随着机器人应用领域范畴扩大,现代人对机器人的需要也变得越来越高,特别是在在机器人安全性能这方面。起初研制开发的机器人只可以达到某些简洁明了的多次重复任务,不具有人机交互技术能力;伴随着技术的高速发展,机器人趋向于智能化,能够 达到更加复杂的任务,比如说喷涂、装配、钻孔等。安川机器人:
传统式的工业机器人并没有配备适当的安全和碰撞检测系统。为此,为保障机器的安全运作,通常需要配备防护栏,用作保障运作时与人隔离。
不过伴随着技术发展,机器人逐渐担负变得越来越复杂的任务。这些任务通常需要工作人员即时介入,以至于促使怎样达到安全的人机交互技术变成尤为重要的难题。为保障安全,控制器需要实时检验机器人与工作人员相互间是不是存在碰撞,并经过相应的控制策略保障碰撞不会导致损伤工作人员。
现阶段,绝大部分检验碰撞或碰撞力全部都是经过添加外部传感器达到的。
1.选用腕力传感器来检验碰撞:该办法能够 ***检验手抓末端的碰撞力,但不能检验机器人其它部位的碰撞,故而检验范畴受限,一般应用领域于磨削力、装配力等手抓末端碰撞力的检验。
2.选用感受皮肤来检验碰撞:该办法将感受皮肤覆盖在机器人全身,可检验到任意部位的碰撞。但缺点在于,布线比较复杂,抗干扰能力较差,且极大的增加了处理器的运算量。凡是使用外部传感器检验碰撞或碰撞力的办法,都不可避免的导致系统成本和复杂程度的大幅上升。
3.选用电机的电流或者反馈的力矩来检验碰撞:这是一种能够 广泛应用于各种工业机器人的方案,无需额外添加传感器,且检验范畴能够 覆盖机器人的整个表面。
综上,前两种办法均在不同程度上具有局限性,***种办法检验范畴受限,第二种办法布线复杂,而第三种办法则完美解决了前两者的不足。三种办法,高下立判。
考虑到工业机器人的实际工作情况和性能需要,广州启帆工业机器人有限公司选用的正是上述第三种办法,即利用机器人自身传感器来检验碰撞。
达到碰撞检测的流程为,经过驱动读取现阶段机器人各关节的位置、速度和加速度,再将对应的参数代入下式:
其中
公式中的是经过逆动力学算得的电机所需要的力矩,其计算公式包括惯性力项、科里奥利力和离心力项、重力项及摩擦力项。而当中的摩擦力项根据选择的摩擦力模型可分解为粘性摩擦力项、库仑摩擦力项以及补偿。
咋看之下,该过程类似于拖动示教,但接下来对于理论力矩的使用就截然不同了。在碰撞检测中,此理论力矩值将与经过驱动读取的实际力矩值进行比对。如产生较大差值(即超出设定的临界值),则可判断为机器人遇到了障碍或发生了碰撞。
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