CN111590546B - 机器人抱闸释放方法、机器人及具有存储功能的装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种机器人抱闸释放方法、机器人及具有存储功能的装置，所述抱闸释放方法包括：驱动机器人关节沿第一旋转方向旋转第一预设角度；判断随所述机器人关节同步旋转的所述抱闸的刹车片是否被所述抱闸的档杆阻挡；若是，则驱动所述机器人关节沿与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向旋转第二预设角度，并驱动所述档杆收回，其中，所述刹车片包括多个刹车齿，阻挡所述档杆的所述刹车齿与其在所述第一旋转方向上相邻的下一个所述刹车齿之间具有第三预设角度，所述第二预设角度小于所述第三预设角度；否则，返回至所述驱动机器人关节沿第一旋转方向旋转第一预设角度的步骤。通过上述方式，能够使档杆较为容易地收回。

Description

机器人抱闸释放方法、机器人及具有存储功能的装置

技术领域

本申请涉及机器人技术领域，特别是涉及一种机器人抱闸释放方法、机器人及具有存储功能的装置。

背景技术

当机器人处于未使能状态时，由于重力作用，每个关节对应的抱闸中的刹车片和档杆会相互压紧，产生较大的摩擦力，以阻止关节大范围运动。当机器人处于使能状态时，抱闸的档杆需要收回以释放抱闸，只有释放了抱闸，关节才能大范围运动。但由于摩擦力的作用，档杆可能会被卡住无法抽回。

目前在机器人使能时促使档杆收回的方式为：伺服驱动器持续给抱闸中位于档杆外围的线圈连续发送多个48V脉冲，每个脉冲都会促使档杆被收回。与此同时，伺服驱动器驱动关节进行小范围摆动，当关节摆动到某个角度，档杆不受摩擦力作用时，档杆在脉冲的作用下可以顺利收回。

由于抱闸的额定工作电压为5V，连续发送的多个脉冲会导致抱闸发热，线圈膨胀，从而降低抱闸的使用寿命；此外，在某些情况下，前几个48V脉冲就可以让档杆收回，后续发送的多个脉冲是无用的，这将导致时间浪费以及效率降低。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种机器人抱闸释放方法、机器人及具有存储功能的装置，能够使档杆较为容易地收回。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种机器人抱闸释放方法，所述抱闸释放方法包括：驱动机器人关节沿第一旋转方向旋转第一预设角度；判断随所述机器人关节同步旋转的所述抱闸的刹车片是否被所述抱闸的档杆阻挡；若是，则驱动所述机器人关节沿与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向旋转第二预设角度，并驱动所述档杆收回，其中，所述刹车片包括多个刹车齿，阻挡所述档杆的所述刹车齿与在所述第一旋转方向上相邻的下一个所述刹车齿之间具有第三预设角度，所述第二预设角度小于所述第三预设角度；否则，返回至所述驱动机器人关节沿第一旋转方向旋转第一预设角度的步骤。

为解决上述技术问题，本申请采用的又一个技术方案是：提供一种机器人，包括关节、抱闸、以及伺服驱动器，其中，所述抱闸包括刹车片和档杆，所述关节和所述刹车片在所述伺服驱动器的驱动作用下同步旋转，所述伺服驱动器在工作时控制自身以及所述关节、所述刹车片和所述档杆实现上述任一实施例中所述的抱闸释放方法的步骤。

为解决上述技术问题，本申请采用的又一个技术方案是：提供一种具有存储功能的装置，存储有程序数据，所述程序数据能够被执行以实现上述任一实施例中所述抱闸释放方法中的步骤。

本申请的有益效果是：本申请所提供的抱闸释放方法中只有在判断随机器人关节同步旋转的抱闸的刹车片被抱闸的档杆阻挡时，才驱动机器人关节沿与当前第一旋转方向相反的第二旋转方向旋转第二预设角度，并驱动档杆收回，且该第二预设角度小于第三预设角度，第三预设角度为阻挡档杆的刹车齿与其在第一旋转方向上相邻的下一个刹车齿之间的角度。即采用本申请所提供的抱闸释放方法可与在判断关节运动受到阻碍时，驱动关节反向运动至确定档杆与刹车片无摩擦的位置后，再驱动档杆收回。驱动档杆收回时，由于档杆与刹车片非接触，可以降低档杆收回时所受到的摩擦力，从而可以减少驱动档杆收回的脉冲个数，节约了时间，且降低了抱闸的升温，提高了抱闸的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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。其中：

图1为本申请机器人抱闸释放方法一实施方式的流程示意图；

图2为抱闸一实施方式的结构示意图；

图3为图2中刹车片沿第一旋转方向旋转后与档杆干涉一实施方式的结构示意图；

图4为图1中步骤S102一实施方式的流程示意图；

图5为关节实际位置信息和理论位置信息一实施方式的对照示意图；

图6为本申请机器人一实施方式的结构示意图；

图7为本申请具有存储功能的装置一实施方式的结构示意图。

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做出创造性的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。

请参阅图1，图1为本申请机器人抱闸释放方法一实施方式的流程示意图，该抱闸释放方法包括：

S101：驱动机器人关节沿第一旋转方向旋转第一预设角度。

具体地，在本实施例中，上述步骤S101的执行主体可以为伺服驱动器，伺服驱动器是用来控制伺服电机的一种控制器，能够根据位置指令计算出电流指令，将电流指令输出给伺服电机，驱动伺服电机执行，伺服电机进而带动机器人关节进行旋转或者平移。

另外，上述第一旋转方向可以为顺时针方向或者逆时针方向，第一预设角度可以为5°、10°等，具体该第一预设角度可以根据与机器人关节同步旋转的抱闸的刹车片决定。

例如，如图2所示，图2为抱闸一实施方式的结构示意图。抱闸10一般包括刹车片100、档杆102以及位于档杆102外围的线圈104。其中，刹车片100可以随关节同步运动，例如，刹车片100与关节中的某个部位相互固定。当刹车片100沿第一旋转方向(如图2中实线箭头所示方向或与实线箭头所示相反的方向)旋转时，若档杆102伸出，则会与刹车片100发生干涉，进而阻碍关节的旋转运动。若档杆102在线圈104产生的磁场作用下收回，则不会与刹车片100发生干涉，关节才可以正常转动。

在本实施例中，刹车片100可以包括多个刹车齿1000，优选地，多个刹车齿1000可以沿周向等间隔排布，相邻刹车齿1000之间的角度为360°/N，N为刹车齿1000的个数。例如，图2中刹车片100包括6个刹车齿1000，相邻刹车齿1000之间的角度均为60°。此时，第一预设角度小于相邻刹车齿1000之间的角度，例如，第一预设角度可以为相邻刹车齿1000之间角度的1/5、1/10、1/15、1/20、1/30等。

当然，在其他实施例中，刹车片100中的多个刹车齿1000也可沿周向非等间隔排布，此时第一预设角度可以小于相邻刹车齿1000之间的最小角度，例如，第一预设角度可以为相邻刹车齿1000之间最小角度的1/5、1/10、1/15、1/20、1/30等。

S102：判断随机器人关节同步旋转的抱闸的刹车片是否被抱闸的档杆阻挡。

具体地，请参阅图4，图4为图1中步骤S102一实施方式的流程示意图。上述步骤S102具体包括：

S201：接收关节上编码器反馈的关节在当前时间点的实际位置信息。

其中，编码器是将信号(如比特流)或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式设备，其可以把角位移或直线位移转换成电信号输出。在本实施例中，位于关节上的编码器可以实时将关节在当前时间点的当前实际角位移信息发送至伺服驱动器。

S202：将实际位置信息与关节在当前时间点的理论位置信息进行比较。

S203：若实际位置信息与理论位置信息的差值超过阈值，则判定刹车片被档杆阻挡；否则，判定刹车片未被档杆阻挡。

例如，如图5所示，图5为关节实际位置信息和理论位置信息一实施方式的对照示意图。伺服驱动器可以周期性(例如，每间隔1ms等)发送位置指令让伺服电机驱动关节来执行，与此同时关节上的编码器能够将实际位置信息反馈给伺服驱动器，伺服驱动器将位置指令对应的理论位置信息与反馈的实际位置信息进行比较，以得知关节的运动情况是否正常。此外，实际位置信息总是滞后于位置指令对应的理论位置信息，这是因为通常是位置指令先到达，过一段时间后关节的实际位置才运动到，因此在同一个时间点，理论位置信息和实际位置信息之间存在一个差值。

在0至t1阶段，请结合图2，伺服驱动器驱动关节和刹车片100沿图2中实线箭头所示的第一旋转方向旋转运动，由于此时刹车片100的刹车齿1000与档杆102不发生干涉，关节正常运动；在t1时刻，刹车片100的其中一个刹车齿A碰到档杆102，关节运动受到阻碍(如图3所示)。t1至t2阶段，位置指令对应的理论位置信息继续增大，但实际位置信息保持不变，两者之间的误差不断增大。在t2时刻，位置指令对应的理论位置信息与编码器反馈的实际位置信息的偏差超过阈值，则可以判定关节转动遇到了阻碍，此时刹车片100被档杆102阻挡。具体阈值可以根据整个流程中的运动速度与其他实际情况进行调节。

上述实现步骤S102的方法较为简单，且无需更改现有机器人的机械结构，仅需在伺服驱动器中植入相关的软件程序即可。

当然，在其他实施例中，实现上述步骤S102的过程也可为其他。例如，档杆能够与刹车片阻挡的端部设置有压力传感器，压力传感器可以为压力感应薄膜等，伺服驱动器可以接收压力传感器反馈的当前时间点的实际压力值；若该实际压力值超过预设值；则判定刹车片被档杆阻挡；否则，判定刹车片未被档杆阻挡。

S103：若是，则驱动机器人关节沿与第一旋转方向相反的第二旋转方向旋转第二预设角度，并驱动档杆收回；其中，刹车片包括多个刹车齿，阻挡档杆的刹车齿与其在第一旋转方向上相邻的下一个刹车齿之间具有第三预设角度，第二预设角度小于第三预设角度。

具体地，当步骤S101中第一旋转方向为顺时针方向时，该步骤S103中第二旋转方向为逆时针方向；当步骤S101中第二旋转方向为逆时针方向时，该步骤S103中第二旋转方向为顺时针方向。

以图3中为例说明，假设此时刹车片100沿图3中实线箭头所示的第一旋转方向旋转至与档杆102干涉，则此时阻挡该档杆102的刹车齿A与其在第一旋转方向上相邻的下一个刹车齿B之间具有第三预设角度，第二预设角度小于该第三预设角度，该设计方式可以使得关节沿第二旋转方向旋转后，档杆102位于相邻的两个刹车齿A、B之间，以使得后续档杆102收回时受到的阻力较小。

优选地，在本实施例中，刹车片100上相邻刹车齿1000之间的角度均相同，为360°/N，N为刹车齿1000的个数，上述第二预设角度可以为相邻刹车齿之间的角度的一半，即180°/N。

请再次参阅图1和5，在上述步骤S103中驱动机器人关节沿与第一旋转方向相反的第二旋转方向旋转第二预设角度之前，本申请所提供的抱闸释放方法还包括：S301驱动关节停止运动预设时间，例如，图5中t2-t3时间段。机器人(尤其是协作机器人)在运转过程中与用户距离较近可能没有防护围栏，如果立即反转的话，在用户眼里会呈现出机器人突然换向的感觉，用户体验不好。上述停止运动的预设时间(例如，1s、2s等)，可以使得关节转向呈现的较为柔和，从而提高用户体验。进一步，在上述t3时间点后，伺服驱动器发送位置指令给伺服电机，伺服电机驱动关节进行反转，当编码器上反馈的关节的实际位置信息达到第二预设角度时，即图5中t4时间点，伺服驱动器驱动伺服电机停止工作。

此外，上述步骤S103中驱动档杆收回的过程可以为：向位于档杆外围的抱闸的线圈连续发送至少一个脉冲(例如，48V脉冲)，以使得线圈产生的磁场驱动档杆收回。理论上一次脉冲即可让档杆收回，而为了确保成功率，可发送多个脉冲，例如5个脉冲等。上述驱动档杆收回的过程较为简单、成熟，且成本相对较低。

或者，上述步骤S103中驱动档杆收回的过程可以为：向位于档杆外围的抱闸线圈发送脉冲，以使得线圈产生磁场；接收档杆上压力传感器反馈的当前压力信息，其中，压力传感器位于档杆与刹车片阻挡时的端部；将当前压力信息与预设压力信息进行比较；若当前压力信息小于预设压力信息，则判定档杆在磁场的驱动作用下收回；否则，返回至向位于档杆外围的抱闸的线圈发送脉冲的步骤。上述驱动档杆收回的过程中对线圈发送的脉冲数较少，可以有效降低线圈发热膨胀的概率，提高抱闸的使用寿命。

S104：否则，返回至驱动机器人关节沿第一旋转方向旋转第一预设角度的步骤。

在一个实施方式中，请再次参阅图1，在上述步骤S104之前，本申请所提供的抱闸释放方法还包括：

S302：判断当前关节沿第一旋转方向累计旋转的第一预设角度之和是否超过刹车片的相邻两个刹车齿之间的最大角度。当多个刹车齿在周向上等间隔排布时，相邻两个刹车齿之间的最大角度即为任意相邻两个刹车齿之间的角度。

S303：若是，则进行报警提醒。

以图2中刹车片100为例，若当前关节沿第一旋转方向累计旋转的第一预设角度之和超过60°，则表明刹车片100上的刹车齿1000可能出现了机械上的损坏，因为理论上朝一个方向旋转60°的话，档杆102一定会碰上刹车齿1000。上述进行报警提醒的方式可以为伺服驱动器驱动外部声光报警器进行报警等。

S304：否则，进入返回至驱动机器人关节沿第一旋转方向旋转第一预设角度的步骤。

此外，需要说明的是，上述关于图2、图3和图5中实施例的叙述中关节刚开始运动时，与关节同步运动的刹车片100未受到档杆102的干涉。在其他实施例中，请再次参阅图2，若此时第一旋转方向为图2中虚线箭头所示方向，则与关节同步运动的刹车片100开始运动时即会受到档杆102的干涉，对于该种情况，本申请所提供的抱闸释放方法同样适用。

请参阅图6，图6为本申请机器人一实施方式的结构示意图。该机器人可以为协作机器人等，其包括关节20、抱闸22以及伺服驱动器24。其中，抱闸22可以包括刹车片(图6中未示)和档杆(图6中未示)，关节20和刹车片在伺服驱动器24的驱动作用下同步旋转，伺服驱动器24在工作时控制自身以及关节20、刹车片和档杆实现上述任一实施例中抱闸释放方法的步骤。

此外，在本实施例中，关节20可以包括容置空间，抱闸22和伺服驱动器24可以位于关节20的容置空间内。关节20内部或者外部还可设置有编码器，编码器用于获取关节20的实际位置信息并将其反馈至伺服驱动器24。

请参阅图7，图7为本申请具有存储功能的装置一实施方式的结构示意图，该具有存储功能的装置30存储有程序数据300，程序数据300能够被执行以实现上述任一实施例中抱闸释放方法中的步骤。其中，具有存储功能的装置30可以是机器人，也可以是便携式存储介质，例如U盘、光盘等，在此不做限制。

总而言之，采用本申请所提供的抱闸释放方法可与在判断关节运动受到阻碍时，驱动关节反向运动至确定档杆与刹车片无摩擦的位置后，再驱动档杆收回。驱动档杆收回时，由于档杆与刹车片非接触，可以降低档杆收回时所受到的摩擦力，从而可以减少驱动档杆收回的脉冲个数，节约了时间，且降低了抱闸的升温，提高了抱闸的使用寿命。

以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种机器人抱闸释放方法，其特征在于，所述抱闸释放方法包括：

驱动机器人关节沿第一旋转方向旋转第一预设角度；

判断随所述机器人关节同步旋转的所述抱闸的刹车片是否被所述抱闸的档杆阻挡；

若是，则驱动所述机器人关节沿与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向旋转第二预设角度，并驱动所述档杆收回，其中，所述刹车片包括多个刹车齿，阻挡所述档杆的所述刹车齿与其在所述第一旋转方向上相邻的下一个所述刹车齿之间具有第三预设角度，所述第二预设角度小于所述第三预设角度；

否则，返回至所述驱动机器人关节沿第一旋转方向旋转第一预设角度的步骤。

2.根据权利要求1所述的抱闸释放方法，其特征在于，所述判断随所述机器人关节同步旋转的所述抱闸的刹车片是否被所述抱闸的档杆阻挡的步骤包括：

接收所述关节上编码器反馈的所述关节在当前时间点的实际位置信息；

将所述实际位置信息与所述关节在当前时间点的理论位置信息进行比较；

若所述实际位置信息与所述理论位置信息的差值超过阈值，则判定所述刹车片被所述档杆阻挡；否则，判定所述刹车片未被所述档杆阻挡。

3.根据权利要求1所述的抱闸释放方法，其特征在于，所述驱动所述机器人关节沿与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向旋转第二预设角度之前，所述抱闸释放方法还包括：

驱动所述关节停止运动预设时间。

4.根据权利要求1所述的抱闸释放方法，其特征在于，所述否则，返回至所述驱动机器人关节沿第一旋转方向旋转第一预设角度的步骤，之前，所述抱闸释放方法还包括：

判断当前所述关节沿所述第一旋转方向累计旋转的所述第一预设角度之和是否超过所述刹车片的相邻两个刹车齿之间的最大角度；

若是，则进行报警提醒；

否则，进入返回至所述驱动机器人关节沿第一旋转方向旋转第一预设角度的步骤。

5.根据权利要求4所述的抱闸释放方法，其特征在于，

所述刹车片的多个所述刹车齿沿周向等间隔排布，相邻所述刹车齿之间的角度为360°/N，N为所述刹车齿的个数；其中，所述第二预设角度小于360°/N。

6.根据权利要求5所述的抱闸释放方法，其特征在于，

所述第二预设角度等于180°/N。

7.根据权利要求1所述的抱闸释放方法，其特征在于，所述驱动所述档杆收回，包括：

向位于所述档杆外围的所述抱闸的线圈连续发送至少一个脉冲，以使得所述线圈产生的磁场驱动所述档杆收回。

8.根据权利要求1所述的抱闸释放方法，其特征在于，所述驱动所述档杆收回，包括：

向位于所述档杆外围的所述抱闸线圈发送脉冲，以使得所述线圈产生磁场；

接收所述档杆上压力传感器反馈的当前压力信息，其中，所述压力传感器位于所述档杆与所述刹车片阻挡时的端部；

将所述当前压力信息与预设压力信息进行比较；

若所述当前压力信息小于所述预设压力信息，则判定所述档杆在所述磁场的驱动作用下收回；

否则，返回至向位于所述档杆外围的所述抱闸的线圈发送脉冲的步骤。

9.一种机器人，其特征在于，包括关节、抱闸、以及伺服驱动器，其中，所述抱闸包括刹车片和档杆，所述关节和所述刹车片在所述伺服驱动器的驱动作用下同步旋转，所述伺服驱动器在工作时控制自身以及所述关节、所述刹车片和所述档杆实现如权利要求1-8任一项所述的抱闸释放方法的步骤。

10.一种具有存储功能的装置，其特征在于，存储有程序数据，所述程序数据能够被执行以实现如权利要求1-8任一项所述抱闸释放方法中的步骤。

Images