CN105437235A - 一种奇异点区域减速保护方法、系统和工业机器人 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种奇异点区域减速保护方法、系统和工业机器人，该方法和系统应用于具有多个关节的工业机器人，具体为根据工业机器人的关节的实时状态数据和目标状态数据计算该关节的目标运动速度，实时状态数据包括关节的实时运动角度和实时时间，目标状态数据包括预设的运动任务所对应的目标运动角度和目标运动时间；然后在所述关节的位置处于奇异点过渡区域内时，计算关节的允许位置和允许速度；最后根据目标运动速度和允许速度对关节进行减速保护，即当关节的运动速度在奇异点过渡区域内的运动速度超出允许速度后及时控制器进行减速，以避免超速的发生，从而能够解决工业机器人因为在奇异点区域因速度变大而导致的停机或生产安全的问题。

Description

一种奇异点区域减速保护方法、系统和工业机器人

技术领域

本申请涉及机器人技术领域，更具体地说，涉及一种奇异点区域减速保护方法、系统和工业机器人。

背景技术

工业机器人是工业自动化系统中重要的部件之一，当前，多个国家在工业机器人技术上已经树立了一定的领先优势，尤其是在机器人本体的设计上，相关的基础技术已经比较成熟，因而众多的机器人厂家在机器人应用上投入了大量精力。对工业机器人的奇异点处理方法是机器人应用技术中一个主要的技术难点，是工业机器人必然遇到的技术问题，工业机器人一旦遇到或接近奇异点，就会发生关节运动速度变大的现象，从而导致机器人停机甚至带来生产安全问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种奇异点区域减速保护方法、系统和工业机器人，用于解决工业机器人因为在奇异点区域因速度变大导致停机或生产安全的问题。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种奇异点区域减速保护方法，应用于具有多个关节的工业机器人，包括步骤：

根据所述工业机器人的关节的实时状态数据和目标状态数据计算所述关节的目标运动速度，所述实时状态数据包括所述关节的实时运动角度和实时时间，所述目标状态数据包括预设的运动任务所对应的目标运动角度和目标运动时间；

当所述关节的位置处于奇异点过渡区域内时，计算所述关节的允许速度；

根据所述目标运动速度和所述允许速度对所述关节进行减速保护。

可选的，所述根据所述工业机器人的关节的实时状态数据和目标状态数据计算所述关节的目标运动速度，包括：

获取所述实时运动角度和所述实时时间；

根据所述实时运动角度、所述实时时间、所述目标运动角度和所述目标运动时间计算所述目标运动速度。

可选的，所述根据所述实时运动角度、所述实时时间、所述目标运动角度和所述目标运动时间计算所述目标运动速度，包括：

根据所述运动任务计算所述关节的目标位置和目标姿态；

根据所述目标位置和目标姿态计算出所述目标运动角度和所述目标运动时间；

根据所述实时运动角度、所述实时时间、所述目标运动角度和所述目标运动时间计算所述目标运动速度。

可选的，所述根据所述工业机器人的关节的实时状态数据和目标状态数据计算所述关节的目标运动速度，还包括：

当所述关节的运动速度和位置处于异常状态时发出预设的控制指令。

可选的，所述当所述关节的运动速度和位置处于异常状态时发出预设的控制指令，包括：

当所述运动速度超出预设的速度阈值时发出第一控制指令，所述第一控制指令用于控制所述工业机器人停机；

当所述工业机器人的末端的位置超出正常工作区域时发出第二控制指令，所述第二控制指令用于控制所述工业机器人停机；

根据对所述工业机器人的运动位置的判断发出运动状态提示信息。

一种奇异点区域减速保护系统，应用于具有多个关节的工业机器人，包括：

实时检测模块，用于根据所述工业机器人的关节的实时状态数据和目标状态数据计算所述关节的目标运动速度，所述实时状态数据包括所述关节的实时运动角度和实时时间，所述目标状态数据包括预设的运动任务所对应的目标运动角度和目标运动时间；

奇异点区域计算模块，用于当所述关节的位置处于奇异点过渡区域内时，计算所述关节的允许速度；

奇异点处理模块，用于根据所述目标运动速度和所述允许速度对所述关节进行减速保护。

可选的，所述实时检测模块包括：

本体信息单元，用于获取所述实时运动角度和所述实时时间；

模型处理单元，用于根据所述实时运动角度、所述实时时间、所述目标运动角度和所述目标运动时间计算所述目标运动速度。

可选的，所述模型处理单元包括：

正逆解子单元，用于根据所述运动任务计算所述关节的目标位置和目标姿态，并根据所述目标位置和目标姿态计算出所述目标运动角度和所述目标运动时间；

速度计算子单元，用于根据所述实时运动角度、所述实时时间、所述目标运动角度和所述目标运动时间计算所述目标运动速度。

可选的，所述实时检测模块还包括：

警报单元，用于当所述关节的运动速度和位置处于异常状态时发出预设的控制指令。

可选的，所述警报单元包括：

超速警报子单元，用于当所述运动速度超出预设的速度阈值时发出第一控制指令，所述第一控制指令用于控制所述工业机器人停机；

工作区域警报子单元，用当所述工业机器人的末端的位置超出正常工作区域时发出第二控制指令，所述第二控制指令用于控制所述工业机器人停机；

奇异点区域警报子单元，用于根据对所述工业机器人的运动位置的判断发出运动状态提示信息。

一种工业机器人，设置有如上所述的奇异点区域减速保护系统。

从上述的技术方案可以看出，本申请公开了一种奇异点区域减速保护方法、系统和工业机器人，该方法和系统应用于具有多个关节的工业机器人，具体为根据工业机器人的关节的实时状态数据和目标状态数据计算该关节的目标运动速度，实时状态数据包括关节的实时运动角度和实时时间，目标状态数据包括预设的运动任务所对应的目标运动角度和目标运动时间；然后在所述关节的位置处于奇异点过渡区域内时，计算关节的允许位置和允许速度；最后根据目标运动速度和允许速度对关节进行减速保护，即当关节的运动速度在奇异点过渡区域内的运动速度超出允许速度后及时控制器进行减速，以避免超速的发生，从而能够解决工业机器人因为在奇异点区域因速度变大而导致的停机或生产安全的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种奇异点区域减速保护方法的流程图

图2为本申请提供的一种工业机器人的D-H模型示意图；

图3为本申请另一实施例提供的一种奇异点区域减速保护系统的结构框图；

图4为本申请例提供另一种奇异点区域减速保护系统的结构框图；

图5为本申请例提供又一种奇异点区域减速保护系统的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

图1为本申请实施例提供的一种奇异点区域减速保护方法的流程图。

如图1所示，本实施例提供的奇异点区域减速保护方法应用于具有多个关节的工业机器人，为了方便描述，本实施例所选用的工业机器人具有6个关节。

工业机器人通常是用D-H模型进行机器人的结构建模，如图2所示，每两个关节之间的位置及姿态变换都可以使用四个参数的D-H矩阵进行模拟计算。最常见的6关节的工业机器人结构可以用六个D-H关节变换矩阵来表示，分别为：

$T_1^0=\left[\begin{array}{cccc}{c}_1& -s_1& 0& 0\\ s_1& c_1& 0& 0\\ 0& 0& 1& 0\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]T_2^1=\left[\begin{array}{cccc}{c}_2& -s_2& 0& 0\\ 0& 0& 1& 0\\ -s_2& c_2& 0& 0\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]T_3^2=\left[\begin{array}{cccc}{c}_3& -s_3& 0& a_2\\ s_3& c_3& 0& 0\\ 0& 0& 1& d_3\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]$

$T_4^3=\left[\begin{array}{cccc}{c}_4& -s_4& 0& a_3\\ 0& 0& 1& d_4\\ -s_4& -c_4& 0& 0\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]T_5^4=\left[\begin{array}{cccc}{c}_5& -s_5& 0& 0\\ 0& 0& -1& 0\\ s_5& c_5& 0& 0\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]T_6^5=\left[\begin{array}{cccc}{c}_6& -s_6& 0& 0\\ 0& 0& 1& 0\\ -s_6& -c_6& 0& 0\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]$

其中，c_i＝cos(θ_i),s_i＝sin(θ_i),i＝1,2,...,5,6，θ_i为第i关节的关节转动角度，a_i为关节i到关节i+1之间的连杆长度，d_i为关节i-1到关节i之间的连杆偏距。

通过计算矩阵乘法可以得到机器人基座到机器人末端的变换矩阵：

$T_6^0=T_1^{0}T_2^{1}T_3^{2}T_4^{3}T_5^{4}T_6^5$

基于上述分析，本实施例提供的奇异点区域减速保护方法包括下列步骤：

S101：根据工业机器人的关节的实时状态数据和目标状态数据计算关节的目标运动速度。

其中实时状态数据包括关节的实时运动角度和实时时间，目标状态数据包括预设的运动任务所对应的目标运动角度和目标运动时间。目标运动速度的计算过程包括：

步骤1：获取机器人关节的实时关节转动角度θ_i以及实时时间t。

步骤2：将运动任务的目标位置和目标姿态采用封闭形式解法进行计算，解出关节需要转动的目标运动角度θ'_i，并根据插补时间计算出运动任务的目标运动时间t'。然根据后关节的实时运动角度θ_i以及需要转动的目标运动角度θ'_i，实时时间t以及运动任务的目标运动时间t'，求解出运动任务的关节的目标运动速度：

${\stackrel{\·}{\mathrm{\θ}}}_i=\frac{{\mathrm{d\θ}}_i}{dt}=\frac{{\mathrm{\Δ\θ}}_i}{\mathrm{\Δ}t}=\frac{{{\mathrm{\θ}}^{\′}}_i-{\mathrm{\θ}}_i}{t^{\′}-t}$

S102：当关节的位置处于奇异点过渡区域内时，计算关节的允许速度。

首先，采用DLS(阻尼最小方差)算法进行奇异值控制：

J'＝J^T(JJ^T+ρ²I)^-1

其中，J为机器人雅克比矩阵，J'为加入阻尼因子后的雅克比矩阵，ρ²为阻尼因子。

对阻尼因子的控制中加入奇异值控制：

${\mathrm{\&rho;}}^2=\left\{\begin{array}{cc}{{\mathrm{\&rho;}}_0}^2{(1-\mathrm{\&delta;}/\mathrm{\&epsiv;})}^2,& 0\&le;\mathrm{\&delta;}<\mathrm{\&epsiv;}\\ 0,& \mathrm{\&delta;}\&GreaterEqual;\mathrm{\&epsiv;}\end{array}\right.$

其中，δ为雅克比矩阵J的最小奇异值，ε为δ的最大阈值。

当T_w2≤|θ₅|<T_w1时，设定运动速度阈值k。

计算机器人在阈值T_w1处的运动速度作为运动速度最大值然后对阈值T_w1处的运动速度进行归一化处理，未使用减速算法的运动速度与使用减速算法的运动速度之比为

使用关节5角度值作为减速算法的变量，计算得到的距离变量为

经过减速算法修正过后的关节的允许速度为：

${{\stackrel{\&CenterDot;}{\mathrm{\&theta;}}}_i}^{\&prime;}=\frac{k}{{\left({\stackrel{\&CenterDot;}{\mathrm{\&theta;}}}_i\right)}_{\max }}*\frac{\left(\right|{\mathrm{\&theta;}}_5|-T_{w2})}{(T_{w1}-T_{w2})}*{\stackrel{\&CenterDot;}{\mathrm{\&theta;}}}_i$

S103：根据目标运动速度和允许速度对关节进行减速保护。

当关节为执行运动任务而达到的目标运动速度超出允许速度时，及时控制该关节降低速度，使之不超出允许速度，从而避免出现超速。

从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种奇异点区域减速保护方法，该方法应用于具有多个关节的工业机器人，具体为根据工业机器人的关节的实时状态数据和目标状态数据计算该关节的目标运动速度，实时状态数据包括关节的实时运动角度和实时时间，目标状态数据包括预设的运动任务所对应的目标运动角度和目标运动时间；然后在关节的位置处于奇异点过渡区域内时，计算关节的允许位置和允许速度；最后根据目标运动速度和允许速度对关节进行减速保护，即当关节的运动速度在奇异点过渡区域内的运动速度超出允许速度后及时控制器进行减速，以避免超速的发生，从而能够解决工业机器人因为在奇异点区域因速度变大而导致的停机或生产安全的问题。

本实施例中的根据工业机器人的关节的实时状态数据和目标状态数据计算关节的目标运动速度的过程中，还包括步骤3，该步骤为警报步骤，用于在工业机器人的关节的运动速度和位置处于异常状态时发出预设的控制指令。

首先，针对6个关节的运动速度分别选取阈值T_i,i＝1,2,...,5,6，进行判断：

${\mathrm{flag}}_i=\left\{\begin{array}{cc}1,& {\stackrel{\&CenterDot;}{\mathrm{\&theta;}}}_i<T_i\\ 0,& {\stackrel{\&CenterDot;}{\mathrm{\&theta;}}}_i\&GreaterEqual;T_i\end{array}\right.$

对flag_i的值件检测，当flag_i＝0时，机器人运动超速，设备发出第一控制指令，该第一控制指令用于控制工业机器人停机。

同时，设定机器人的工作区域zone，然后对工业机器人的末端的位置p(x,y,z)进行工作区域判断。

${\mathrm{flag}}_{zone}=\left\{\begin{array}{cc}1,& p(x,y,z)\&Element;zone\\ 0,& p(x,y,z)\&NotElement;{\mathrm{zone}}_i\end{array}\right.$

对flag_zone的值进行检测，当flag_zone＝0时，机器人超出正常工作区域，这时发出第二控制指令，该第二控制指令同样用于控制工业机器人停机，以避免因超出正常工作区域造成安全事故。

最后，还对工业机器人的关节信号进行阈值判断，首先获得腕部奇异点判断值θ₅。针对奇异点分别选取奇异点阈值T_w，那么进行判断：

${\mathrm{flag}}_w=\left\{\begin{array}{cc}0,& \left|{\mathrm{\&theta;}}_5\right|\&le;T_{w1}\\ 1,& T_{w1}<\left|{\mathrm{\&theta;}}_5\right|\&le;T_{w2}\\ 2,& T_{w2}<\left|{\mathrm{\&theta;}}_5\right|\end{array}\right.$

对flag_w的值进行检测，当flag_w为0时此时，机器人运动至奇异点过渡区域，设备发出奇异点过渡警报信息；当flag_w为1时此时，机器人运动至奇异点减速区域，设备发出奇异点减速警报信息。当flag_w为2时此时，机器人正常运动。

实施例二

图3为本申请实施例提供的一种奇异点区域减速保护系统的结构框图。

如图3所示，本实施例提供的奇异点区域减速保护系统应用于具有多个关节的工业机器人，同样为了方便描述，本实施例所选用的工业机器人具有6个关节，该系统包括实时检测模块10、奇异点区域计算模块20和奇异点处理模块30。

实时检测模块10用于根据工业机器人的关节的实时状态数据和目标状态数据计算关节的目标运动速度。

其中实时状态数据包括关节的实时运动角度和实时时间，目标状态数据包括预设的运动任务所对应的目标运动角度和目标运动时间。实时检测模块10包括本体信息单元11和模型处理单元12，如图4所示。

本体信息单元11用于获取机器人关节的实时关节转动角度θ_i以及实时时间t。

模型处理单元12包括正逆解子单元121和速度计算子单元122。

正逆解子单元121用于将运动任务的目标位置和目标姿态采用封闭形式解法进行计算，解出关节需要转动的目标运动角度θ'_i，并根据插补时间计算出运动任务的目标运动时间t′。

速度计算子单元122用于根据关节的实时运动角度θ_i以及需要转动的目标运动角度θ'_i，实时时间t以及运动任务的目标运动时间t'，求解出运动任务的关节的目标运动速度：

${\stackrel{\&CenterDot;}{\mathrm{\&theta;}}}_i=\frac{{\mathrm{d\&theta;}}_i}{dt}=\frac{{\mathrm{\&Delta;\&theta;}}_i}{\mathrm{\&Delta;}t}=\frac{{{\mathrm{\&theta;}}^{\&prime;}}_i-{\mathrm{\&theta;}}_i}{t^{\&prime;}-t}$

奇异点区域计算模块20用于当关节的位置处于奇异点过渡区域内时，计算关节的允许速度。

首先，采用DLS(阻尼最小方差)算法进行奇异值控制：

J'＝J^T(JJ^T+ρ²I)^-1

其中，J为机器人雅克比矩阵，J'为加入阻尼因子后的雅克比矩阵，ρ²为阻尼因子。

对阻尼因子的控制中加入奇异值控制：

${\mathrm{\&rho;}}^2=\left\{\begin{array}{cc}{{\mathrm{\&rho;}}_0}^2{(1-\mathrm{\&delta;}/\mathrm{\&epsiv;})}^2,& 0\&le;\mathrm{\&delta;}<\mathrm{\&epsiv;}\\ 0,& \mathrm{\&delta;}\&GreaterEqual;\mathrm{\&epsiv;}\end{array}\right.$

其中，δ为雅克比矩阵J的最小奇异值，ε为δ的最大阈值。

当T_w2≤|θ₅|<T_w1时，设定运动速度阈值k。

计算机器人在阈值T_w1处的运动速度作为运动速度最大值然后对阈值T_w1处的运动速度进行归一化处理，未使用减速算法的运动速度与使用减速算法的运动速度之比为

使用关节5角度值作为减速算法的变量，计算得到的距离变量为

经过减速算法修正过后的关节的允许速度为：

${{\stackrel{\&CenterDot;}{\mathrm{\&theta;}}}_i}^{\&prime;}=\frac{k}{{\left({\stackrel{\&CenterDot;}{\mathrm{\&theta;}}}_i\right)}_{\max }}*\frac{\left(\right|{\mathrm{\&theta;}}_5|-T_{w2})}{(T_{w1}-T_{w2})}*{\stackrel{\&CenterDot;}{\mathrm{\&theta;}}}_i$

奇异点处理模块30用于根据目标运动速度和允许速度对关节进行减速保护。

当关节为执行运动任务而达到的目标运动速度超出允许速度时，及时控制该关节降低速度，使之不超出允许速度，从而避免出现超速。

从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种奇异点区域减速保护系统，该系统应用于具有多个关节的工业机器人，具体为根据工业机器人的关节的实时状态数据和目标状态数据计算该关节的目标运动速度，实时状态数据包括关节的实时运动角度和实时时间，目标状态数据包括预设的运动任务所对应的目标运动角度和目标运动时间；然后在关节的位置处于奇异点过渡区域内时，计算关节的允许位置和允许速度；最后根据目标运动速度和允许速度对关节进行减速保护，即当关节的运动速度在奇异点过渡区域内的运动速度超出允许速度后及时控制器进行减速，以避免超速的发生，从而能够解决工业机器人因为在奇异点区域因速度变大而导致的停机或生产安全的问题。

本实施例中的实时检测模块10中还包括警报单元13，该警报单元用于在工业机器人的关节的运动速度和位置处于异常状态时发出预设的控制指令，具体包括超速警报子单元131、工作区域警报子单元132和奇异点区域警报子单元133，如图5所示。

超速警报子单元131针对6个关节的运动速度分别选取阈值T_i,i＝1,2,...,5,6，进行判断：

${\mathrm{flag}}_i=\left\{\begin{array}{cc}1,& {\stackrel{\&CenterDot;}{\mathrm{\&theta;}}}_i<T_i\\ 0,& {\stackrel{\&CenterDot;}{\mathrm{\&theta;}}}_i\&GreaterEqual;T_i\end{array}\right.$

然后对flag_i的值件检测，当flag_i＝0时，机器人运动超速，发出第一控制指令，该第一控制指令用于控制工业机器人停机。

工作区域警报子单元132用于设定机器人的工作区域zone，然后对工业机器人的末端的位置p(x,y,z)进行工作区域判断。

${\mathrm{flag}}_{zone}=\left\{\begin{array}{cc}1,& p(x,y,z)\&Element;zone\\ 0,& p(x,y,z)\&NotElement;{\mathrm{zone}}_i\end{array}\right.$

对flag_zone的值进行检测，当flag_zone＝0时，机器人超出正常工作区域，这时发出第二控制指令，该第二控制指令同样用于控制工业机器人停机，以避免因超出正常工作区域造成安全事故。

奇异点区域警报子单元133用于对工业机器人的关节信号进行阈值判断，首先获得腕部奇异点判断值θ₅。针对奇异点分别选取奇异点阈值T_w进行判断：

$flag=\left\{\begin{array}{cc}0,& \left|{\mathrm{\&theta;}}_5\right|\&le;T_{w1}\\ 1,& T_{w1}<\left|{\mathrm{\&theta;}}_5\right|\&le;T_{w2}\\ 2,& T_{w2}<\left|{\mathrm{\&theta;}}_5\right|\end{array}\right.$

对flag_w的值进行检测，当flag_w为0时此时，机器人运动至奇异点过渡区域，设备发出奇异点过渡警报信息；当flag_w为1时此时，机器人运动至奇异点减速区域，设备发出奇异点减速警报信息。当flag_w为2时此时，机器人正常运动。

实施例三

本申请还提供了一种工业机器人，该工业机器人设置有上面实施例所提供的奇异点区域减速保护系统，用于使该工业机器人在奇异点区域不会出现超速现象，能够避免因超速出现的停机或者安全事故。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (11)

1.一种奇异点区域减速保护方法，应用于具有多个关节的工业机器人，其特征在于，包括：

根据所述工业机器人的关节的实时状态数据和目标状态数据计算所述关节的目标运动速度，所述实时状态数据包括所述关节的实时运动角度和实时时间，所述目标状态数据包括预设的运动任务所对应的目标运动角度和目标运动时间；

当所述关节的位置处于奇异点过渡区域内时，计算所述关节的允许速度；

根据所述目标运动速度、所述允许速度对所述关节进行减速保护。

2.如权利要求1所述的奇异点区域减速保护方法，其特征在于，所述根据所述工业机器人的关节的实时状态数据和目标状态数据计算所述关节的目标运动速度，包括：

获取所述实时运动角度和所述实时时间；

根据所述实时运动角度、所述实时时间、所述目标运动角度和所述目标运动时间计算所述目标运动速度。

3.如权利要求2所述的奇异点区域减速保护方法，其特征在于，所述根据所述实时运动角度、所述实时时间、所述目标运动角度和所述目标运动时间计算所述目标运动速度，包括：

根据所述运动任务计算所述关节的目标位置和目标姿态；

根据所述目标位置和目标姿态计算出所述目标运动角度和所述目标运动时间；

根据所述实时运动角度、所述实时时间、所述目标运动角度和所述目标运动时间计算所述目标运动速度。

4.如权利要求2或3所述的奇异点区域减速保护方法，其特征在于，所述根据所述工业机器人的关节的实时状态数据和目标状态数据计算所述关节的目标运动速度，还包括：

当所述关节的运动速度和位置处于异常状态时发出预设的控制指令。

5.如权利要求4所述的奇异点区域减速保护方法，其特征在于，所述当所述关节的运动速度和位置处于异常状态时发出预设的控制指令，包括：

当所述运动速度超出预设的速度阈值时发出第一控制指令，所述第一控制指令用于控制所述工业机器人停机；

当所述工业机器人的末端的位置超出正常工作区域时发出第二控制指令，所述第二控制指令用于控制所述工业机器人停机；

根据对所述工业机器人的运动位置的判断发出运动状态提示信息。

6.一种奇异点区域减速保护系统，应用于具有多个关节的工业机器人，其特征在于，包括：

实时检测模块，用于根据所述工业机器人的关节的实时状态数据和目标状态数据计算所述关节的目标运动速度，所述实时状态数据包括所述关节的实时运动角度和实时时间，所述目标状态数据包括预设的运动任务所对应的目标运动角度和目标运动时间；

奇异点区域计算模块，用于当所述关节的位置处于奇异点过渡区域内时，计算所述关节的允许速度；

奇异点处理模块，用于根据所述目标运动速度、所述所述允许速度对所述关节进行减速保护。

7.如权利要求6所述的奇异点区域减速保护系统，其特征在于，所述实时检测模块包括：

本体信息单元，用于获取所述实时运动角度和所述实时时间；

模型处理单元，用于根据所述实时运动角度、所述实时时间、所述目标运动角度和所述目标运动时间计算所述目标运动速度。

8.如权利要求7所述的奇异点区域减速保护系统，其特征在于，所述模型处理单元包括：

正逆解子单元，用于根据所述运动任务计算所述关节的目标位置和目标姿态，并根据所述目标位置和目标姿态计算出所述目标运动角度和所述目标运动时间；

速度计算子单元，用于根据所述实时运动角度、所述实时时间、所述目标运动角度和所述目标运动时间计算所述目标运动速度。

9.如权利要求7或8所述的奇异点区域减速保护系统，其特征在于，所述实时检测模块还包括：

警报单元，用于当所述关节的运动速度和位置处于异常状态时发出预设的控制指令。

10.如权利要求9所述的奇异点区域减速保护系统，其特征在于，所述警报单元包括：

超速警报子单元，用于当所述运动速度超出预设的速度阈值时发出第一控制指令，所述第一控制指令用于控制所述工业机器人停机；

工作区域警报子单元，用当所述工业机器人的末端的位置超出正常工作区域时发出第二控制指令，所述第二控制指令用于控制所述工业机器人停机；

奇异点区域警报子单元，用于根据对所述工业机器人的运动位置的判断发出运动状态提示信息。

11.一种工业机器人，其特征在于，设置有如权利要求6～10任一项所述的奇异点区域减速保护系统。