CN109129490A - 机器人安全限位装置及其控制方法、机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机器人安全限位装置及其控制方法、机器人。该机器人安全限位装置包括第一限位件(1)和第二限位件(2)，第一限位件(1)设置在第一部件上，第二限位件(2)设置在第二部件上，第一部件和第二部件能够相对运动，第一限位件(1)和第二限位件(2)对应设置，第一限位件(1)或第二限位件(2)上设置有触发开关，触发开关用于在第一限位件(1)和第二限位件(2)相互运动并触发触发开关时控制机器人急停安全电路工作。根据本发明的机器人安全限位装置，能够有效保护硬限位，同时降低机械冲击，提高硬限位的安全性。

Description

机器人安全限位装置及其控制方法、机器人

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种机器人安全限位装置及其控制方法、机器人。

背景技术

随着工业4.0的推进，越来越多的工业机器人得到运用，安全问题也成为考虑的重点，一般情况下机器人具有两种限位方式，即软限位和硬限位两种，仅通过软限位进行控制机器人会存在失效的情况，因此硬限位的使用显得尤为重要。

但是硬限位在使用时会给整个机器人带来很大的机械冲击，降低机器人的使用寿命，同时如果硬限位失效的情况下机器人仍处在运动状态，会危害使用者的人身安全。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种机器人安全限位装置及其控制方法、机器人，能够有效保护硬限位，同时降低机械冲击，提高硬限位的安全性。

为了解决上述问题，本发明提供一种机器人安全限位装置，包括第一限位件和第二限位件，第一限位件设置在第一部件上，第二限位件设置在第二部件上，第一部件和第二部件能够相对运动，第一限位件和第二限位件对应设置，第一限位件或第二限位件上设置有触发开关，触发开关用于在第一限位件和第二限位件相互运动并触发触发开关时控制机器人急停安全电路工作。

优选地，触发开关串联在机器人急停安全电路上。

优选地，机器人急停安全电路上还设置有急停开关，触发开关与急停开关并联。

优选地，机器人急停安全电路上设置有电磁开关，机器人安全限位装置还包括控制电路，控制电路上串联有触发开关，触发开关触发时控制电路连通，控制电磁开关的状态，以使机器人急停安全电路工作。

优选地，触发开关为弹簧开关。

优选地，第一限位件上设置有安装凹槽，弹簧开关设置在安装凹槽内，弹簧开关的触发段伸出第一限位件。

优选地，第一限位件上设置有安装凹槽，弹簧开关设置在安装凹槽内，第二限位件上对应弹簧开关设置有凸起，凸起的高度小于安装凹槽的深度。

优选地，第一限位件和第二限位件抵接时，凸起和安装凹槽的底部之间的间距小于或等于弹簧开关被触发时的整体高度。

根据本发明的另一方面，提供了一种上述的机器人安全限位装置的控制方法，包括：

检测是否获取到触发开关的触发信号；

当获取到触发开关的触发信号时，控制机器人急停安全电路工作；

通过机器人急停安全电路控制机器人停止工作。

根据本发明的再一方面，提供了一种机器人，包括机器人安全限位装置，该机器人安全限位装置为上述的机器人安全限位装置。

本发明提供的机器人安全限位装置，包括第一限位件和第二限位件，第一限位件设置在第一部件上，第二限位件设置在第二部件上，第一部件和第二部件能够相对运动，第一限位件和第二限位件对应设置，第一限位件或第二限位件上设置有触发开关，触发开关用于在第一限位件和第二限位件相互运动并触发触发开关时控制机器人急停安全电路工作。在机器人工作时，当第一部件和第二部件运动到极限位时，第一限位件和第二限位件接近到足够近的位置，触发开关被触发，从而使得机器人急停安全电路工作，控制机器人急停，避免机器人仍在运动状态时硬限位给机器人造成较大机械冲击，降低机器人的使用寿命，同时在硬限位失效的情况下能够避免机器人继续运动，避免危险的发生，从而能够有效保护硬限位，同时降低机械冲击，提高硬限位的安全性，在现有的条件上提升安全系数，降低维护成本。

附图说明

图1为本发明实施例的机器人安全限位装置的未工作状态结构示意图；

图2为本发明实施例的机器人安全限位装置的工作状态结构示意图；

图3为本发明实施例的机器人安全限位装置的弹簧开关结构原理图；

图4为本发明实施例的机器人的结构示意图；

图5为本发明实施例的机器人安全限位装置的控制方法流程图。

附图标记表示为：

1、第一限位件；2、第二限位件；3、弹簧开关；4、安装凹槽；5、凸起。

具体实施方式

结合参见图1至图4所示，根据本发明的实施例，机器人安全限位装置包括第一限位件1和第二限位件2，第一限位件1设置在第一部件上，第二限位件2设置在第二部件上，第一部件和第二部件能够相对运动，第一限位件1和第二限位件2对应设置，第一限位件1或第二限位件2上设置有触发开关，触发开关用于在第一限位件1和第二限位件2相互运动并触发触发开关时控制机器人急停安全电路工作。

在机器人工作时，当第一部件和第二部件运动到极限位时，第一限位件1和第二限位件2接近到足够近的位置，触发开关被触发，从而使得机器人急停安全电路工作，控制机器人急停，避免机器人仍在运动状态时硬限位给机器人造成较大机械冲击，降低机器人的使用寿命，同时在硬限位失效的情况下能够避免机器人继续运动，避免危险的发生，从而能够有效保护硬限位，同时降低机械冲击，提高硬限位的安全性，在现有的条件上提升安全系数，降低维护成本。

在本实施例中，第一限位件1和第二限位件2配套使用，形成机器人的硬限位装置。当机器人进行软限位失效时，即使第一部件和第二部件已经到达极限运动位置，仍然会继续保持运动，此时第一限位件1和第二限位件2之间虽然尚未接触，然而已经足够激发触发开关，此时触发开关触发之后，会控制机器人急停安全电路工作，使得机器人急停，因此控制电路不再给机器人运动提供动力，能够降低机器人的运动速度，或者停止机器人的运动，减小机器人的运动冲击，机器人可能在惯性作用下仍然会沿着原有方向运动一定距离，使得第一限位件1和第二限位件2接触，形成硬限位，然而由于机器人的运动速度已经大幅降低，因此能够较大幅度地降低硬限位在使用时给整个机器人造成的机械冲击，同时能够避免硬限位受到较大冲击而损坏，提高机器人的使用寿命，即使硬限位失效，由于机器人不再处于运动状态，因此仍然可以有效避免机器人危害使用者的人身安全，提高机器人使用时的安全性。

本申请的机器人安全限位装置，在现有软限位和硬限位的基础上，利用机器人自身的急停安全电路，触发急停功能，能够软限位失控情况下，降低硬限位的机械冲击，提高硬限位的安全性和有效性，保护机器人，提高机器人寿命，在现有的条件上提升机器人安全系数，降低维护成本。

优选地，触发开关串联在机器人急停安全电路上，该触发开关在受到触发之后，可以使得机器人急停安全电路工作，控制机器人停止工作，响应及时快速，提高机器人操作安全性。

由于该触发开关本身是设置在用于硬限位的第一限位件1或第二限位件2上的，而第一限位件1和第二限位件2又是配套设置的，因此当机器人上的第一部件和第二部件的相对运动超出了极限位置，必然会触发触发开关，当触发开关触发之后，就能够迅速形成响应，使得机器人急停安全电路及时响应工作，因此能够及时停止机器人的运动，避免发生危险，提高了机器人的安全系数。

在另外一个实施例中，机器人急停安全电路上还设置有急停开关，触发开关与急停开关并联。其中急停开关用于在工作人员发现机器人出现故障或者需要急停时，可以手动进行操控。由于触发开关和急停开关并联，因此无论是触发开关触发，或者是急停开关的操作，均能够及时有效地控制机器人急停，起到更加有效的防护作用。

上述的触发开关可以是控制机器人急停安全电路连通或者断开，需要根据机器人急停安全电路的状态确定，例如当机器人急停安全电路是常闭时，触发开关触发就可以触发机器人急停安全电路断开，实现机器人急停，当机器人急停安全电路是常开时，触发开关触发就可以触发机器人急停安全电路连通，实现机器人急停。

优选地，在图中未示出的一个实施例中，机器人急停安全电路上设置有电磁开关，机器人安全限位装置还包括控制电路，控制电路上串联有触发开关，触发开关触发时控制电路连通，控制电磁开关的状态，以使机器人急停安全电路工作。

通过触发开关可以控制控制电路的通断，然后通过控制控制电路的通断可以实现对机器人急停安全电路的控制，实现机器人的急停操作。通过设置控制电路，能够采用安全电压来进行机器人急停安全电路的控制，能够提高机器人急停控制的安全性。

在本实施例中，触发开关为弹簧开关3。此处的弹簧开关3包括两个导电片，两个导电片上均设置有导线，其中一个导电片为固定设置的固定导电片，另一个导电片为活动导电片，活动导电片设置在弹簧上，并在弹簧作用下远离固定导电片，当外界有压力作用下，将弹簧下压，带动活动导电片运动，并与固定导电片接触，形成电路导通。当外力消失后，在弹簧作用下，活动导电片向着远离固定导电片的方向运动，从而断开电路。

此处的弹簧开关3例如为按钮开关或者按键开关。

优选地，第一限位件1上设置有安装凹槽4，弹簧开关3设置在安装凹槽4内，弹簧开关3的触发段伸出第一限位件1。通过设置安装凹槽4，能够形成弹簧开关3的安装空间，当第二限位件2向第一限位件1挤压时，会将弹簧开关3压入到安装凹槽4内，即使第二限位件2与第一限位件1压紧，此时弹簧开关3也可以完全锁乳安装凹槽4内，从而避免第一限位件1和第二限位件2抵接时将弹簧开关3压坏，保证弹簧开关3的有效性。

在本实施例中，第一限位件1上设置有安装凹槽4，弹簧开关3设置在安装凹槽4内，第二限位件2上对应弹簧开关3设置有凸起5，凸起5的高度小于安装凹槽4的深度，且第二限位件2压紧第一限位件1时，凸起5与安装凹槽4之间的最小间距大于弹簧开关3完全压缩时的高度。

第一限位件1和第二限位件2抵接时，凸起5和安装凹槽4的底部之间的间距小于或等于弹簧开关3被触发时的整体高度。通过限定凸起5和安装凹槽4之间的位置关系，能够为弹簧开关3留下足够的设置空间，避免第二限位件2与第一限位件1形成限位时对弹簧开关3形成挤压，造成弹簧开关3损坏，对弹簧开关3形成有效保护，同时还可以保证弹簧开关3能够被按压到位，保证弹簧开关3能够有效工作。

结合参见图4所示，机器人包括底座a、第一悬臂b、第二悬臂c、第三悬臂d、第四悬臂e、第五悬臂f。其中第一悬臂b的第一端b1可转动的设置在底座a上，第二悬臂c的第一端c1可旋转的安置在第一悬臂b的第二端b2，第三悬臂d的第一端d1可旋转的安置在第二悬臂c的第二端c2，第四悬臂e的第一端e1可旋转的安置在第三悬臂d的第二端d2，第五悬臂f的第一端f1可旋转的安置在第四悬臂e的第二端e2。

机器人的底座a、第一悬臂b的第二端b2、第二悬臂c的第二端c2、第三悬臂d的第二端d2、第四悬臂e的第二端e2上均装有第二限位件2；第一悬臂b的第二端b2、第二悬臂c的第二端c2、第三悬臂d的第二端d2、第四悬臂e的第二端e2、第五悬臂f的第一端f1上均装有第一限位件1。

以第一部件为底座a，第二部件为第一悬臂b为例，第一悬臂b回转设置在底座a上，第一悬臂b的第一端b1设置有第一限位件1，底座a上设置有第二限位件2，第一限位件1位于第二限位件2的回转路径上，能够与第二限位件2发生碰撞。

当机器人的第一悬臂b的第一端b1运动到极限位置时，第一限位件1与第二限位件2发生碰撞，当第二限位件2触碰到弹簧开关3的瞬间，弹簧开关3启动，当弹簧开关3启动被按下时，弹簧开关3缩入到第一限位件1的安装凹槽4内，第二限位件2无法继续对弹簧开关3施加较大压力，从而很好地保护了弹簧开关3，避免其被瞬间力撞坏。

当弹簧开关3被第二限位件2撞击启动的瞬间，机器人的急停安全电路被激活，触发急停功能，使机器人停止工作，避免机器人承受持续的更大的冲击，从而有效保护机器人，并避免安装事故的发生。

结合参见图5所示，根据本发明的实施例，上述的机器人安全限位装置的控制方法包括：检测是否获取到触发开关的触发信号；当获取到触发开关的触发信号时，控制机器人急停安全电路工作；通过机器人急停安全电路控制机器人停止工作。

根据本发明的实施例，机器人包括机器人安全限位装置，该机器人安全限位装置为上述的机器人安全限位装置。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种机器人安全限位装置，其特征在于，包括第一限位件(1)和第二限位件(2)，所述第一限位件(1)设置在第一部件上，所述第二限位件(2)设置在第二部件上，所述第一部件和所述第二部件能够相对运动，所述第一限位件(1)和所述第二限位件(2)对应设置，所述第一限位件(1)或所述第二限位件(2)上设置有触发开关，所述触发开关用于在第一限位件(1)和第二限位件(2)相互运动并触发所述触发开关时控制机器人急停安全电路工作。

2.根据权利要求1所述的机器人安全限位装置，其特征在于，所述触发开关串联在所述机器人急停安全电路上。

3.根据权利要求1所述的机器人安全限位装置，其特征在于，所述机器人急停安全电路上还设置有急停开关，所述触发开关与所述急停开关并联。

4.根据权利要求1所述的机器人安全限位装置，其特征在于，所述机器人急停安全电路上设置有电磁开关，所述机器人安全限位装置还包括控制电路，所述控制电路上串联有所述触发开关，所述触发开关触发时所述控制电路连通，控制所述电磁开关的状态，以使所述机器人急停安全电路工作。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的机器人安全限位装置，其特征在于，所述触发开关为弹簧开关(3)。

6.根据权利要求5所述的机器人安全限位装置，其特征在于，所述第一限位件(1)上设置有安装凹槽(4)，所述弹簧开关(3)设置在所述安装凹槽(4)内，所述弹簧开关(3)的触发段伸出所述第一限位件(1)。

7.根据权利要求5所述的机器人安全限位装置，其特征在于，所述第一限位件(1)上设置有安装凹槽(4)，所述弹簧开关(3)设置在所述安装凹槽(4)内，所述第二限位件(2)上对应所述弹簧开关(3)设置有凸起(5)，所述凸起(5)的高度小于所述安装凹槽(4)的深度。

8.根据权利要求7所述的机器人安全限位装置，其特征在于，所述第一限位件(1)和所述第二限位件(2)抵接时，所述凸起(5)和所述安装凹槽(4)的底部之间的间距小于或等于所述弹簧开关(3)被触发时的整体高度。

9.一种如权利要求1至8中任一项所述的机器人安全限位装置的控制方法，其特征在于，包括：

检测是否获取到触发开关的触发信号；

当获取到触发开关的触发信号时，控制机器人急停安全电路工作；

通过机器人急停安全电路控制机器人停止工作。

10.一种机器人，包括机器人安全限位装置，其特征在于，所述机器人安全限位装置为权利要求1至8中任一项所述的机器人安全限位装置。