本申請(qǐng)涉及機(jī)器人領(lǐng)域，特別涉及協(xié)作機(jī)器人斷電防護(hù)方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、協(xié)作機(jī)器人區(qū)別于工業(yè)機(jī)器人，協(xié)作機(jī)器人具有輕量、安全、靈活的特點(diǎn)，可以與操作人員在共同的工作空間中近距離互動(dòng)、協(xié)作，輔助操作人員完成各項(xiàng)任務(wù)。協(xié)作機(jī)器人的安全性主要體現(xiàn)在其對(duì)外部環(huán)境的感知上，尤其是當(dāng)感受到外部碰撞時(shí)，可以及時(shí)的觸發(fā)碰撞停止，有效的避免或減輕碰撞等意外事故對(duì)操作人員以及工件的傷害?；谶@一特性，協(xié)作機(jī)器人在醫(yī)療和保健領(lǐng)域也有眾多的應(yīng)用場(chǎng)景。在醫(yī)療和保健領(lǐng)域中，以按摩這一使用場(chǎng)景為例，當(dāng)協(xié)作機(jī)器人在使用過程中遭遇意外下電時(shí)(例如電源插座意外停電或者使用不當(dāng)導(dǎo)致機(jī)器人斷電等)，由于重力原因，機(jī)器人在關(guān)閉關(guān)節(jié)電機(jī)的抱閘時(shí)，機(jī)器人將沿著重力方向會(huì)產(chǎn)生一段距離的位移，這將容易給使用者帶來(lái)不佳體驗(yàn)，同時(shí)也帶來(lái)安全上的隱患。

2、相關(guān)技術(shù)中，通常采用快速制動(dòng)和冗余設(shè)計(jì)兩種方案解決，快速制動(dòng)是通過機(jī)械或電磁結(jié)構(gòu)在意外斷電時(shí)對(duì)電機(jī)進(jìn)行快速制動(dòng)，盡可能的縮減由于重力產(chǎn)生的下降距離。這一方法的缺陷就在于不可能完全的消除制動(dòng)產(chǎn)生的制動(dòng)下降距離。而冗余設(shè)計(jì)則是通過設(shè)置另一備用電源，當(dāng)檢測(cè)到主電源意外斷電時(shí)，備用電源立即啟用為控制器和電機(jī)供電，這一方法的可靠性和成本方面都還存在問題，只是相對(duì)降低了不良現(xiàn)象發(fā)生的概率，并沒有從根本上解決該問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種協(xié)作機(jī)器人斷電防護(hù)方法、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，解決相關(guān)技術(shù)中協(xié)作機(jī)器人斷電位移的問題。

2、一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供協(xié)作機(jī)器人斷電防護(hù)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括供電電源、機(jī)器人控制柜、掉電檢測(cè)模組和放電模組，供電電源向控制柜提供正常工作電壓，協(xié)作機(jī)器人本體接收控制柜輸出的控制指令并執(zhí)行相應(yīng)控制操作；

3、所述掉電檢測(cè)模組連接在控制柜上，并實(shí)時(shí)采集控制柜輸出電壓；所述放電模組的放電輸出連接至控制柜上；

4、當(dāng)所述掉電檢測(cè)模組采集的輸出電壓小于電壓閾值時(shí)，向放電模組發(fā)送放電觸發(fā)信號(hào)，放電模組基于觸發(fā)信號(hào)對(duì)控制柜繼續(xù)供電，控制柜基于觸發(fā)信號(hào)對(duì)協(xié)作機(jī)器人發(fā)送運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償指令，控制協(xié)作機(jī)器人目標(biāo)關(guān)節(jié)向重力反方向抬升。

5、具體的，所述供電電源對(duì)控制柜提供的正常工作電壓vn大于電壓閾值vth，當(dāng)?shù)綦姍z測(cè)模組檢測(cè)到控制柜的輸出電壓v小于電壓閾值vth時(shí)，指示出現(xiàn)斷電/掉電異常，觸發(fā)電源補(bǔ)償機(jī)制。

6、具體的，所述放電模組為電容或電感儲(chǔ)能電路，當(dāng)正常工作電壓vn大于電壓閾值vth時(shí)，通過供電電源對(duì)放電模組進(jìn)行充電。

7、具體的，所述協(xié)作機(jī)器人的最低驅(qū)動(dòng)電壓為vmin，當(dāng)控制柜的輸出電壓v處于電壓閾值vth和最低驅(qū)動(dòng)電壓vmin之間時(shí)，控制柜根據(jù)放電模組的容量對(duì)協(xié)作機(jī)器人進(jìn)行電壓補(bǔ)償和控制，在電壓閾值vth至最低驅(qū)動(dòng)電壓vmin之間的放電補(bǔ)償時(shí)間t內(nèi)，控制協(xié)作機(jī)器人的目標(biāo)關(guān)節(jié)向重力反方向抬升。

8、具體的，所述協(xié)作機(jī)器人為旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)式串聯(lián)機(jī)器人，每個(gè)關(guān)節(jié)在掉電抱閘時(shí)產(chǎn)生的位移為li，在放電補(bǔ)償時(shí)間t內(nèi)，控制協(xié)作機(jī)器人每個(gè)關(guān)節(jié)進(jìn)行重力反方向預(yù)抬升，每個(gè)關(guān)節(jié)的預(yù)抬升高度與抱閘下落位移li相同。

9、具體的，確定協(xié)作機(jī)器人每個(gè)關(guān)節(jié)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)角度與關(guān)節(jié)位移的關(guān)系，計(jì)算每個(gè)關(guān)節(jié)抬升位移高度li下的關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)角θi；在發(fā)生掉電時(shí)，通過控制柜向協(xié)作機(jī)器人對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)電機(jī)發(fā)送反重力方向運(yùn)動(dòng)的關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)角θi。

10、具體的，所述放電補(bǔ)償時(shí)間t依次包括加加速時(shí)間t1、勻加速時(shí)間t2、減加速時(shí)間t3、勻速時(shí)間t4、加減速時(shí)間t5、勻減速時(shí)間t6和減減速時(shí)間t7；

11、在t1內(nèi)，加速度a逐漸增大，a＝j(luò)*t1；

12、在t2內(nèi)，加速度a達(dá)到最大，a＝amax；

13、在t3內(nèi)，加速度a逐漸減小，a＝amax-j*t3；

14、在t4內(nèi)，加速度a為0；

15、在t5內(nèi)，加速度|a|逐漸增大，a＝-j*t5；

16、在t6內(nèi)，加速度|a|達(dá)到最大，a＝-amax；

17、在t7內(nèi)，加速度|a|逐漸減小，a＝-amax-j*t7；

18、

19、其中的|a|表示加速度的絕對(duì)值；j為加加速度，ji表示第i個(gè)關(guān)節(jié)電機(jī)的加加速度，vmax表示li位移內(nèi)達(dá)到的最大速度。

20、具體的，當(dāng)所述放電模組提供的電壓低于最低驅(qū)動(dòng)電壓vmin時(shí)，協(xié)作機(jī)器人抱閘鎖定。

21、又一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N計(jì)算機(jī)設(shè)備，所述計(jì)算機(jī)設(shè)備包括處理器和存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有至少一條指令、至少一段程序、代碼集或指令集，所述至少一條指令、所述至少一段程序、所述代碼集或指令集由所述處理器加載并執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)上述方面所說的機(jī)器人斷電防護(hù)系統(tǒng)。

22、又一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)有至少一條指令、至少一段程序、代碼集或指令集，所述至少一條指令、所述至少一段程序、所述代碼集或指令集由處理器加載并執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)上述方面所說的機(jī)器人斷電防護(hù)系統(tǒng)。

23、本申請(qǐng)實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果至少包括：在檢測(cè)到意外斷電時(shí)，可以根據(jù)其當(dāng)前所受重力的方向，在斷電過程中對(duì)機(jī)器人進(jìn)行反向的抬升，抬升的距離將會(huì)抵消機(jī)器人在關(guān)閉關(guān)節(jié)電機(jī)抱閘時(shí)受重力作用下降的距離，從而實(shí)現(xiàn)了在意外斷電時(shí)對(duì)使用人員和工作環(huán)境的保護(hù)。

技術(shù)特征：

1.一種機(jī)器人斷電防護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括供電電源、機(jī)器人控制柜、掉電檢測(cè)模組和放電模組，供電電源向控制柜提供正常工作電壓，協(xié)作機(jī)器人本體接收控制柜輸出的控制指令并執(zhí)行相應(yīng)控制操作；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人斷電防護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述供電電源對(duì)控制柜提供的正常工作電壓vn大于電壓閾值vth，當(dāng)?shù)綦姍z測(cè)模組檢測(cè)到控制柜的輸出電壓v小于電壓閾值vth時(shí)，指示出現(xiàn)斷電/掉電異常，觸發(fā)電源補(bǔ)償機(jī)制。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)器人斷電防護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述放電模組為電容或電感儲(chǔ)能電路，當(dāng)正常工作電壓vn大于電壓閾值vth時(shí)，通過供電電源對(duì)放電模組進(jìn)行充電。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一所述的機(jī)器人斷電防護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述協(xié)作機(jī)器人的最低驅(qū)動(dòng)電壓為vmin，當(dāng)控制柜的輸出電壓v處于電壓閾值vth和最低驅(qū)動(dòng)電壓vmin之間時(shí)，控制柜根據(jù)放電模組的容量對(duì)協(xié)作機(jī)器人進(jìn)行電壓補(bǔ)償和控制，在電壓閾值vth至最低驅(qū)動(dòng)電壓vmin之間的放電補(bǔ)償時(shí)間t內(nèi)，控制協(xié)作機(jī)器人的目標(biāo)關(guān)節(jié)向重力反方向抬升。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)器人斷電防護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述協(xié)作機(jī)器人為旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)式串聯(lián)機(jī)器人，每個(gè)關(guān)節(jié)在掉電抱閘時(shí)產(chǎn)生的位移為li，在放電補(bǔ)償時(shí)間t內(nèi)，控制協(xié)作機(jī)器人每個(gè)關(guān)節(jié)進(jìn)行重力反方向預(yù)抬升，每個(gè)關(guān)節(jié)的預(yù)抬升高度與抱閘下落位移li相同。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)器人斷電防護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，確定協(xié)作機(jī)器人每個(gè)關(guān)節(jié)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)角度與關(guān)節(jié)位移的關(guān)系，計(jì)算每個(gè)關(guān)節(jié)抬升位移高度li下的關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)角θi；在發(fā)生掉電時(shí)，通過控制柜向協(xié)作機(jī)器人對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)電機(jī)發(fā)送反重力方向運(yùn)動(dòng)的關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)角θi。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)器人斷電防護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述放電補(bǔ)償時(shí)間t依次包括加加速時(shí)間t1、勻加速時(shí)間t2、減加速時(shí)間t3、勻速時(shí)間t4、加減速時(shí)間t5、勻減速時(shí)間t6和減減速時(shí)間t7；

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)器人斷電防護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述放電模組提供的電壓低于最低驅(qū)動(dòng)電壓vmin時(shí)，協(xié)作機(jī)器人抱閘鎖定。

9.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)設(shè)備包括處理器和存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有至少一條指令、至少一段程序、代碼集或指令集，所述至少一條指令、所述至少一段程序、所述代碼集或指令集由所述處理器加載并執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至7任一所述的機(jī)器人斷電防護(hù)系統(tǒng)。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)有至少一條指令、至少一段程序、代碼集或指令集，所述至少一條指令、所述至少一段程序、所述代碼集或指令集由處理器加載并執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至7任一所述的機(jī)器人斷電防護(hù)系統(tǒng)。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開機(jī)器人斷電防護(hù)系統(tǒng)、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，涉及機(jī)器人領(lǐng)域，供電電源向控制柜提供正常工作電壓，協(xié)作機(jī)器人本體接收控制柜輸出的控制指令并執(zhí)行相應(yīng)控制操作；掉電檢測(cè)模組采集控制柜輸出電壓；放電模組的放電輸出連接至控制柜上；掉電檢測(cè)模組采集的輸出電壓小于電壓閾值時(shí)，向放電模組發(fā)送放電觸發(fā)信號(hào)，放電模組基于觸發(fā)信號(hào)對(duì)控制柜繼續(xù)供電，控制柜對(duì)協(xié)作機(jī)器人發(fā)送運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償指令，控制協(xié)作機(jī)器人目標(biāo)關(guān)節(jié)向重力反方向抬升。該方案機(jī)器人可以根據(jù)其當(dāng)前所受重力的方向，在斷電過程中對(duì)機(jī)器人進(jìn)行反向的抬升，在控制柜斷電過程中為控制柜提供臨時(shí)電源，減緩控制柜電壓掉落曲線，延長(zhǎng)控制柜從正常電壓掉落到最低控制電壓的時(shí)間。

技術(shù)研發(fā)人員：王延玉,林建雄,孫靈碩
受保護(hù)的技術(shù)使用者：長(zhǎng)廣溪智能制造（無(wú)錫）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9