CN111438693B - 一种机器人控制系统及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人复位控制系统及机器人，属于机器人控制技术领域，包括：命令输入端、急停控制端、刹车装置，命令输入端远程连接急停控制端，急停控制端与刹车装置均安装于机器人本体上，急停控制端与刹车装置电连接。第一接收模块用以接收急停命令，第二接收模块用以接收复位命令，执行模块用于根据所述急停命令控制所述刹车装置进入刹车状态；复位模块中加入计时单元，并通过相应的控制逻辑使得操作人员只有在发出复位命令且持续预定时间后才能够复位位于刹车状态的机器人，提高了机器人的安全性。

Description

一种机器人控制系统及机器人

技术领域

本发明涉及机器人控制技术领域，尤其涉及一种机器人控制系统及机器人。

背景技术

机器人通常是指自动执行工作的机器装置，它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动，机器人的任务是协助或取代人类的工作，在制造业、建筑业和危险工作中有着广泛的应用。

由于机器人的高度智能化，其也更容易出现各种不可预料的故障，例如，由于软件程序不够完善导致机器人未能按照预定线路行动或工作，或者由于机器人自身携带的传感器失灵导致机器人在运动的过程中无法有效的躲避障碍物，这些情况都将对周围的人员、设施以及机器人本身造成损害，现有技术中复位控制系统在刹车装置刹车后的复位过程过于简单，操作人员有可能存在误触碰复位按钮的情况，在机器人故障未排除的情况下，误触碰的复位有可能会给机器人及正在检修的操作人员带来危险。

发明内容

根据现有技术中存在的上述问题，现提供一种机器人控制系统及机器人，该系统通过在复位模块中加入计时单元，并通过相应的控制逻辑使得操作人员只有在发出复位命令且持续预定时间后才能够复位处于刹车状态的机器人，提高了机器人的安全性。

上述技术方案具体包括：

一种机器人控制系统，其中，所述控制系统包括一命令输入端，一急停控制端，一刹车装置，所述命令输入端远程连接所述急停控制端，所述急停控制端与所述刹车装置均安装于机器人本体上，所述急停控制端与所述刹车装置电连接，所述命令输入端用于输入急停命令和复位命令；所述刹车装置包括一正常工作状态和一刹车状态，所述急停控制端还包括：第一接收模块，用于接收急停命令；执行模块，连接所述第一接收模块，用于根据所述急停命令控制所述刹车装置进入刹车状态；第二接收模块，用于接收复位命令；复位模块，连接所述第二接收模块，用于根据所述复位命令复位所述刹车装置，使所述刹车装置进入正常工作状态；

其中，所述复位模块包括一计时单元，所述计时单元用于统计所述复位命令持续的时间，所述复位模块于接收到所述复位命令后，所述计时单元开始计时，并在所述复位命令持续时间满足一预定时间后所述复位模块复位所述刹车装置；所述急停控制端于收到所述急停命令后按预定顺序对机器人各用电单元进行掉电处理，所述机器人于收到所述复位命令后对周围环境进行检测，并判断所述周围环境是否允许所述机器人本体执行复位操作，若允许则于所述复位命令持续时间满足一预定时间后对机器人本体进行复位操作，若否，则不对机器人本体进行复位操作。。

优选地，其中，所述复位模块还连接所述第一接收模块，所述复位模块于接收到所述第一接收模块发送的所述刹车命令后，停止所述计时单元的计时，并将所述计时单元清零。

优选地，其中，所述刹车装置于所述正常工作状态时呈抱死状态。

优选地，其中，所述刹车装置于所述刹车状态时呈释放状态。

优选地，其中，所述预定时间为3-5秒钟。

优选地，其中，所述第一接收模块为无线接收模块，用于接收通过无线网络发送来的所述刹车命令。

优选地，其中，所述第二接收模块为无线接收模块，用于接收通过无线网络发送来的所述复位命令。

一种机器人，其中包括如权利要求上述的机器人控制系统。

优选地，其中，所述机器人还包括：

手动刹车开关，设置于所述机器人上，用户通过所述手动刹车开关向所述复位控制系统发送所述刹车命令。

优选地，其中，所述手动刹车开关上设置有防护装置，用于防止用户误触碰所述手动刹车开关。

上述技术方案的有益效果在于：

提供一种机器人控制系统及机器人，该系统通过在复位模块中加入计时单元，并通过相应的控制逻辑使得操作人员只有在发出复位命令且持续预定时间后才能够复位处于刹车状态的机器人，提高了机器人的安全性。

附图说明

图1是本发明的较佳实施例中，一种机器人控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

一种机器人控制系统，如图1所示，其中，复位控制系统连接机器人的刹车装置，复位控制系统包括：

第一接收模块1，用于接收刹车命令；

执行模块2，连接第一接收模块1，用于根据刹车命令控制刹车装置进入刹车状态；

第二接收模块3，用于接收复位命令；

复位模块4，连接第二接收模块3，用于根据复位命令复位刹车装置，使刹车装置进入正常工作状态；

其中，复位模块4包括一计时单元，计时单元用于统计复位命令持续的时间，复位模块4于接收到复位命令后，计时单元开始计时，并在复位命令持续时间满足一预定时间后复位模块4复位刹车装置，机器人于收到所述复位命令后对周围环境进行检测，并判断所述周围环境是否允许所述机器人本体执行复位操作，若允许则于所述复位命令持续时间满足一预定时间后对机器人本体进行复位操作，若否，则不对机器人本体进行复位操作。

作为优选的实施方式，刹车命令由外部的刹车按钮发出，用户通过按压刹车按钮来发出刹车命令，区别于复位命令的持续性，刹车命令是一个瞬时命令，用户只需要按压一次刹车按钮便可发出刹车命令；复位控制系统中第一接收模块1在接收到刹车控制命令以后将刹车命令发送至执行模块2，执行模块2则向机器人的刹车装置发出一刹车信号，刹车装置接收到刹车信号以后从正常工作的状态转换至刹车状态。

由于刹车状态下，刹车装置处于刹死状态，具体包括：锁死机器人的伺服电机，停止对机器人躯干和四肢的控制，并在短暂的延时后断开伺服电机的供电，从而使得机器人刹车。因此，在刹车状态中，机器人完全不能运行和控制，操作人员在排除完毕机器人自身的故障时需要对机器人进行复位，使得机器人内部各元器件重新上电，恢复外部控制装置对机器人的控制，所以需要为机器人设置复位模块4。

机器人本体上设置有机器人复位按钮，操作人员在对机器人进行安全检修后可以通过复位按钮对机器人进行复位，但为了确保操作人员的安全，复位功能需要操作人员持续的按压复位按钮，来发送一个持续的复位命令，当复位命令持续到预定时间以后，机器人控制系统才会认为这是一个真正的复位命令，该种设置可以有效避免机器人在检修过程中，操作人员因不小心触碰到复位按钮带来的风险。

复位模块4在接收到第二接收模块3发送来的复位命令后，位于复位模块4内部的计时单元开始对复位命令的持续时间进行计时，当持续时间满足预定时间后，复位模块4才向刹车装置发送复位命令，控制刹车装置进入正常的工作状态。

在本发明的较佳实施例中，复位模块4还连接第一接收模块1，复位模块4于接收到第一接收模块1发送的刹车命令后，停止计时单元的计时，并将计时单元清零。

具体的，在本实施例中，第一接收模块1所接收的刹车命令不仅来自于操作人员按压刹车按钮发出的刹车命令，还有可能来自于机器人内部的保护系统，通常为了保护机器人在发生硬件故障或软件故障时避免损失进一步的扩大，机器人内部会设置有相应的安全保护系统，来执行相应的安全保护策略，例如，当机器人内部的传感器检测到驱动机器人运动的电机的工作温度超过正常的温度，有可能造成电机永久损坏时，机器人内部的安全保护系统会发出一个表示紧刹车机的刹车命令，第一接收模块1会持续收到该刹车命令，此时如果操作人员盲目的对刹车状态下的机器人进行复位，有可能会对机器人造成不可逆的伤害。因此，此处加入了保护设计，将第一接收模块1连接复位模块4，复位模块4在检测到第一接收模块1发送的刹车命令的情况下回对其内部的计时单元进行清零，如果此时计时单元处于正在计时的状态，则先将计时单元停止计时，然后将计时单元清零，这样一来，即使操作人员在持续的按压复位按钮，发送持续的复位命令，但由于计时单元停止工作并清零，复位模块4始终无法检测到计时单元计时超过预定时间，因此复位模块4不会向刹车装置发出复位信号，机器人便始终处于刹车状态，直到第一接收模块1不再收到刹车命令，操作人员再次按压复位按钮，计时单元才会开启再次的计时，并在超过预定时间后发出复位信号。

在本发明的较佳实施例中，刹车装置于正常工作状态时呈抱死状态。

在本发明的较佳实施例中，刹车装置于刹车状态时呈释放状态。

具体的，在本实施例中，刹车装置在机器人处于正常工作状态时是处于抱死的状态，而在刹车装置接收到复位信号后，释放相关的刹车零件，该种设计方法可以在机器人处于断电状态时刹车装置自动释放，将机器人处于刹车状态，确保机器人的安全。此处抱死状态指的是刹车装置的抱死状态，刹车装置只有在通电的状态下通过电磁铁吸引力才进行抱死，抱死的刹车装置不起刹车作用，即不干扰机器人本体的运行；同理，在机器人失电或急停状态下，由于断电刹车装置会在弹簧力的作用下呈释放状态，释放后的刹车片对机器人本体起到刹车作用，即，刹车装置的释放状态对应机器人本体的抱死状态。该种刹车设计为反向设计，通电状态下克服弹簧力，断电状态下由弹簧力负责刹车抱死。

在本发明的较佳实施例中，预定时间为5秒钟。

具体的，在本实施例中，预定时间可以根据具体的情况具体调节，可以短于5秒也可以设置为8秒或更长，但预定时间的设置不宜过短，应当确保有效的复位命令是处于一个持续的状态，避免偶然造成的瞬时的复位命令对机器人和操作人员造成危险。

在本发明的较佳实施例中，第一接收模块1为无线接收模块，用于接收通过无线网络发送来的刹车命令。

具体的，在本实施例中，第一接收模块1可以用来接收无线遥控发送来的刹车命令。

在本发明的较佳实施例中，第二接收模块3为无线接收模块，用于接收通过无线网络发送来的复位命令。

具体的，在本实施例中，为了方便机器人复位操作，复位按钮可以集成到一远程遥控器上，刹车按钮也可以集成到同一个遥控器上，方便操作人员对机器人进行相应的操作。

一种机器人，其中应用了上述的机器人控制系统。

在本发明的较佳实施例中，机器人还包括：

手动刹车开关，设置于机器人上，用户通过手动刹车开关向复位控制系统发送刹车命令。

具体的，在本实施例中，手动刹车开关通常设置在机器人本体上，其可以直接向执行模块2发送刹车命令，而不必通过第一接收模块1，从而可以在第一接收模块1出现故障时，确保机器人仍然能够刹车。

在本发明的较佳实施例中，手动刹车开关上设置有防护装置，用于防止用户误触碰手动刹车开关。

上述技术方案的有益效果在于：

提供一种机器人控制系统及机器人，该系统通过在复位模块中加入计时单元，并通过相应的控制逻辑使得操作人员只有在发出复位命令且持续预定时间后才能够复位处于刹车状态的机器人，提高了机器人的安全性。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种机器人控制系统，其特征在于，所述控制系统包括一命令输入端，一急停控制端，一刹车装置，所述命令输入端远程连接所述急停控制端，所述急停控制端与所述刹车装置均安装于机器人本体上，所述急停控制端与所述刹车装置连接，所述命令输入端用于输入急停命令和复位命令；所述刹车装置包括一正常工作状态和一刹车状态，所述急停控制端还包括：第一接收模块，用于接收急停命令；执行模块，连接所述第一接收模块，用于根据所述急停命令控制所述刹车装置进入刹车状态；第二接收模块，用于接收复位命令；复位模块，连接所述第二接收模块，用于根据所述复位命令复位所述刹车装置，使所述刹车装置进入正常的工作状态；

其中，所述复位模块包括一计时单元，所述计时单元用于统计所述复位命令持续的时间，所述复位模块于接收到所述复位命令后，所述计时单元开始计时，并在所述复位命令持续时间满足一预定时间后复位所述刹车装置；

所述急停控制端于收到所述急停命令后按预定顺序对机器人各用电单元进行掉电处理；所述机器人于收到所述复位命令后对周围环境进行检测，并判断所述周围环境是否允许所述机器人本体执行复位操作，若允许则于所述复位命令持续时间满足一预定时间后对机器人本体进行复位操作，若否，则不对机器人本体进行复位操作；

所述复位模块还连接所述第一接收模块，所述复位模块于接收到所述第一接收模块接收的所述急停命令后，停止所述计时单元的计时，并将所述计时单元清零；

所述刹车装置于所述正常工作状态时呈抱死状态；所述刹车装置于所述刹车状态时呈释放状态；刹车状态下，刹车装置处于刹死状态，具体包括：锁死机器人的伺服电机，停止对机器人躯干和四肢的控制，并在短暂的延时后断开伺服电机的供电，从而使得机器人刹车；

所述预定时间为3-5秒钟。

2.根据权利要求1所述的机器人控制系统，其特征在于，所述第一、第二接收模块均为无线接收模块，用于接收通过无线网络发送的命令。

3.根据权利要求1所述的机器人控制系统，其特征在于，所述第二接收模块为无线接收模块，用于接收通过无线网络发送来的所述复位命令。

4.一种机器人，其特征在于，应用了如权利要求1-3任意一项所述的机器人控制系统。

5.根据权利要求4所述的机器人，其特征在于，所述机器人还包括：

手动刹车开关，设置于所述机器人上，用户通过所述手动刹车开关向所述控制系统发送所述急停命令。

6.根据权利要求5所述的机器人，其特征在于，所述手动刹车开关上设置有防护装置，用于防止用户误触碰所述手动刹车开关。

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