CN111716350B - 一种碰撞检测方法、装置、碰撞检测器、系统及存储介质 - Google Patents

一种碰撞检测方法、装置、碰撞检测器、系统及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种碰撞检测方法、装置、碰撞检测器、系统及存储介质，其中碰撞检测方法应用于碰撞检测装置，碰撞检测装置中设有感应元件，在感应元件中设有供导线穿过的感应区域，其中导线用于连接第一设备的第一金属结构与第二设备的第二金属结构，碰撞检测方法包括：获取感应元件中的感应信号；根据感应信号确定导线是否形成闭合回路；当导线形成闭合回路时，判定第一设备与第二设备发生碰撞。采用第一设备的第一金属机构与第二设备的第二金属结构碰撞产生闭合回路的原理进行监测，从而可以判断第一设备是否与第二设备发生碰撞或刮蹭，解决了传统碰撞检测中传感器安装位置存在一定死角的问题；同时降低了对传感器的需求成本。

Description

一种碰撞检测方法、装置、碰撞检测器、系统及存储介质
技术领域
本发明涉及电子电器技术领域，具体涉及一种碰撞检测方法、装置、碰撞检测器、系统及存储介质。
背景技术
当前工业机器人在运行过程中，多采用在固定位置上安装传感器来监测机器人和设备间可能发生的碰撞。但是传感器安装存在一定的死角，对于在一些未安装传感器的位置发生的刮蹭及碰撞，无良好的监测方法。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种碰撞检测方法、装置、碰撞检测器、系统及存储介质，以解决传统碰撞检测中传感器安装位置存在一定死角的问题。
根据第一方面，本发明实施例提供了一种碰撞检测方法，应用于碰撞检测装置，所述碰撞检测装置中设有感应元件，在所述感应元件中设有供导线穿过的感应区域，其中所述导线用于连接第一设备的第一金属结构与第二设备的第二金属结构，检测方法包括：
获取所述感应元件中的感应信号；
根据所述感应信号确定所述导线是否形成闭合回路；
当所述导线形成闭合回路时，判定所述第一设备与第二设备发生碰撞。
本发明实施例提供的碰撞检测方法，通过获取所述感应元件中的感应信号；根据所述感应信号确定所述导线是否形成闭合回路；当所述导线形成闭合回路时，判定所述第一设备与第二设备发生碰撞。也就是说，采用第一设备的第一金属机构与第二设备的第二金属结构碰撞产生闭合回路的原理进行监测，从而可以判断第一设备是否与第二设备发生碰撞或刮蹭，解决了传统碰撞检测中传感器安装位置存在一定死角的问题；同时降低了对传感器的需求成本。
结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，根据所述感应信号确定所述导线是否形成闭合回路包括：判断所述感应信号是否超过预设阈值；当所述感应信号超过预设阈值时，判断所述导线形成闭合回路。
结合第一方面，在第一方面第二实施方式中，在判定所述第一设备与第二设备发生碰撞之后，还包括：对所述第一设备和/或第二设备进行断电；或/和，产生报警指令并报警。
根据第二方面，本发明实施例提供了一种碰撞检测装置，所述碰撞检测装置中设有感应元件，在所述感应元件中设有供导线穿过的感应区域，其中所述导线用于连接第一设备的第一金属结构与第二设备的第二金属结构，碰撞检测装置包括：
获取模块，用于获取所述感应元件中的感应信号；
处理模块，用于根据所述感应信号确定所述导线是否形成闭合回路；
判定模块，当所述导线形成闭合回路时，用于判定所述第一设备与第二设备发生碰撞。
根据第三方面，本发明实施例提供了一种碰撞检测器，包括：
感应元件，在所述感应元件中设有供导线穿过的感应区域，所述感应元件用于产生感应信号；
存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行第一方面或第一方面任意实施方式所述的碰撞检测方法。
本发明实施例提供的碰撞检测器采用第一设备的第一金属机构与第二设备的第二金属结构碰撞产生闭合回路的原理进行监测，从而可以判断第一设备是否与第二设备发生碰撞或刮蹭，解决了传统碰撞检测中传感器安装位置存在一定死角的问题，同时具有便携性和精准性。
结合第三方面，在第三方面第一实施方式中，碰撞检测器还包括与所述感应元件连接的感应信号处理组件。
结合第三方面第一实施方式，在第三方面第二实施方式中，所述感应信号处理组件包括以下中的一个或几个：整流器、滤波器、变压器、AD转换器。
根据第四方面，本发明实施例提供了一种碰撞检测系统，包括：
第一设备；
第二设备，与所述第一设备通过导线连接；
第三方面或第三方面任意实施方式所述碰撞检测器，所述碰撞检测器设置所述第一设备与所述第二设备中间且所述导线穿过所述碰撞检测器中感应元件的感应区域。
结合第四方面，在第四方面第一实施方式中，所述碰撞检测装置还包括与所述存储器/处理器连接的继电器，所述继电器还与所述第二设备和/或第二设备的电源连接。
根据第五方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行第一方面或者第一方面的任意一种实施方式中所述的碰撞检测方法。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1为本发明实施例1中碰撞检测方法的流程示意图；
图2为本发明实施例1碰撞检测方法一示例的应用场景示意图；
图3为本发明实施例1碰撞检测方法一示例的流程示意图；
图4为本发明实施例2中碰撞检测装置的结构示意图；
图5为本发明实施例3中碰撞检测器一示例的结构示意图；
图6为本发明实施例3中采集电路一示例的结构示意图；
其中：
1、机械设备；2、碰撞检测装置；3、工业机器人。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例1提供了一种碰撞检测方法，应用于碰撞检测装置。所述碰撞检测装置中设有感应元件，在所述感应元件中设有供导线穿过的感应区域，其中所述导线用于连接第一设备的第一金属结构与第二设备的第二金属结构。图1为本发明实施例1中碰撞检测方法的流程示意图，如图1所示，本发明实施例1的碰撞检测方法包括以下步骤：
S101：获取所述感应元件中的感应信号。
S102：根据所述感应信号确定所述导线是否形成闭合回路。
作为一种具体的实施方式，根据所述感应信号确定所述导线是否形成闭合回路可以采用如下技术方案：判断所述感应信号是否超过预设阈值；当所述感应信号超过预设阈值时，判断所述导线形成闭合回路。此处预设阈值可以根据具体情况进行设置，包括但不限于0。
当碰撞未发生时，导线两端有电压，但导线中没有电流，无感应信号生成；当碰撞发生时，闭合回路形成(导线及碰撞的设备间存在阻抗)，导线中电流形成，根据电生磁原理，导线周围生成磁场，感应元件生成感应信号。
S103：当所述导线形成闭合回路时，判定所述第一设备与第二设备发生碰撞。
作为进一步的技术方案，在判定所述第一设备与第二设备发生碰撞之后，还包括：对所述第一设备和/或第二设备进行断电；或/和，产生报警指令并报警。由此可以计时对第一设备与第二设备的碰撞做出反应，并对第一设备和第二设备进行保护。
本发明实施例提供的碰撞检测方法，通过获取所述感应元件中的感应信号；根据所述感应信号确定所述导线是否形成闭合回路；当所述导线形成闭合回路时，判定所述第一设备与第二设备发生碰撞。也就是说，采用第一设备的第一金属机构与第二设备的第二金属结构碰撞产生闭合回路的原理进行监测，从而可以判断第一设备是否与第二设备发生碰撞或刮蹭，解决了传统碰撞检测中传感器安装位置存在一定死角的问题；同时降低了对传感器的需求成本。
图2为本发明实施例1碰撞检测方法一示例的应用场景示意图。如图2所示，包括机械设备、工业机器人和碰撞检测装置。碰撞检测装置两端分别通过连接头和导线与工业机器人和机械设备相连，连接头可选用金属片，导线可通过螺丝或者工业磁铁等便于拆卸的连接头固定在工业机器人金属外壳和机械设备的金属框架上。导线需穿过碰撞检测装置内部感应线圈，无需固定。
图3为本发明实施例1碰撞检测方法一示例的流程示意图。图3所示的碰撞检测方法应用于图2的应用场景。如图3所示，单片机对采集电路(采集电路用于获取所述感应线圈中的感应信号)进行循环扫描，当被测工业机器人与机械设备发生刮蹭或碰撞时，单片机采集到电流值，判断闭合回路产生，工业机器人和工业设备发生碰撞，然后单片机通过控制检测装置内的继电器常闭触点动作来断开机器人主电源，再数据线向使用者的示教器发送报警信号。
实施例2
本发明实施例2提供了一种碰撞检测装置。所述碰撞检测装置中设有感应元件，在所述感应元件中设有供导线穿过的感应区域，其中所述导线用于连接第一设备的第一金属结构与第二设备的第二金属结构。图4为本发明实施例2中碰撞检测装置的结构示意图，如图4所示，本发明实施例2的碰撞检测装置包括获取模块40、处理模块42和判定模块44。
具体的，获取模块40，用于获取所述感应元件中的感应信号。
处理模块42，用于根据所述感应信号确定所述导线是否形成闭合回路。
判定模块44，当所述导线形成闭合回路时，用于判定所述第一设备与第二设备发生碰撞。
上述碰撞检测装置具体细节可以对应参阅图1至图2所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。
实施例3
本发明实施例还提供了一种碰撞检测器，该碰撞检测器包括感应元件，在所述感应元件中设有供导线穿过的感应区域，所述感应元件用于产生感应信号；处理器和存储器，其中处理器和存储器可以通过总线或者其他方式连接。
处理器可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的碰撞检测方法对应的程序指令/模块(例如，图4所示的获取模块40、处理模块42和判定模块44)。处理器通过运行存储在存储器中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的设备漏电检测方法。
存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
所述一个或者多个模块存储在所述存储器中，当被所述处理器执行时，执行如图1-2所示实施例中的碰撞检测方法。
作为进一步的实施方式，碰撞检测器中还包括与所述感应元件连接的感应信号处理组件。具体的，感应信号处理组件包括以下中的一个或几个：整流器、滤波器、变压器、AD转换器。
图5为本发明实施例3中碰撞检测器一示例的结构示意图，图5所示的单片机中包括存储器和处理器。单片机对采集电路进行循环扫描，当被测工业机器人与机械设备发生刮蹭或碰撞时，单片机采集到电流值，判断闭合回路产生，机器人碰撞，然后单片机通过控制碰撞检测器内的继电器常闭触点动作来断开机器人主电源，再通过data线向使用者的示教器发送报警信号。工业机器人电源线需接入碰撞检测器内的继电器的常闭触点，碰撞检测器内接一条data线与示教器相连，碰撞检测器通过控制继电器来控制机器人的通断，通过data线来向示教器报警。
图6为本发明实施例3中采集电路一示例的结构示意图，如图6所示，采集电路包括电流互感器、整流器、滤波器、变压器和AD转换器。具体的，采集电路使用电流互感器将测量回路中的感应电流转化为交流电压，整流器将交流电压转化为直流电压，直流电压经滤波器滤波后供给变压器，经由变压器降压为5V以内的电压后经AD转换器模拟信号转换为数字信号后供给单片机采值。单片机(包括存储器和处理器)通过判断是否采到电流值来判断是否产生闭合回路，从而判断是否发生碰撞或是刮蹭。在进行单片机选型的时候可以选择ARM7系列的STM32单片机，该型号内核封装了AD转换器，可节约使用外部AD转换器的使用成本，且该款芯片价格低廉。
上述碰撞检测器具体细节可以对应参阅图1至图2所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
实施例4
在实施例3的基础上，本发明提供了一种碰撞检测系统，包括第一设备；第二设备，与所述第一设备通过导线连接；实施例3的所述碰撞检测器，所述碰撞检测器设置所述第一设备与所述第二设备中间且所述导线穿过所述碰撞检测器中感应元件的感应区域。图2为碰撞检测系统一个具体的示例。
作为一个具体的实施方式，所述碰撞检测装置还包括与所述存储器/处理器连接的继电器，所述继电器还与所述第二设备和/或第二设备的电源连接，由此可以在第一设备与第二设备发生碰撞时，将第二设备和/或第二设备断电，对第二设备和第二设备进行保护。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (9)

1.一种碰撞检测方法，应用于碰撞检测装置，其特征在于，所述碰撞检测装置中设有感应元件，在所述感应元件中设有供导线穿过的感应区域，其中所述导线用于连接第一设备的第一金属结构与第二设备的第二金属结构，碰撞检测方法包括：
获取所述感应元件中的感应信号；
根据所述感应信号确定所述导线是否形成闭合回路；
当所述导线形成闭合回路时，判定所述第一设备与第二设备发生碰撞；
所述根据所述感应信号确定所述导线是否形成闭合回路包括：判断所述感应信号是否超过预设阈值；当所述感应信号超过预设阈值时，判断所述导线形成闭合回路。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在判定所述第一设备与第二设备发生碰撞之后，还包括：
对所述第一设备和/或第二设备进行断电；
或/和，产生报警指令并报警。
3.一种碰撞检测装置，其特征在于，所述碰撞检测装置中设有感应元件，在所述感应元件中设有供导线穿过的感应区域，其中所述导线用于连接第一设备的第一金属结构与第二设备的第二金属结构，碰撞检测装置包括：
获取模块，用于获取所述感应元件中的感应信号；
处理模块，用于根据所述感应信号确定所述导线是否形成闭合回路；所述根据所述感应信号确定所述导线是否形成闭合回路包括：判断所述感应信号是否超过预设阈值；当所述感应信号超过预设阈值时，判断所述导线形成闭合回路；
判定模块，当所述导线形成闭合回路时，用于判定所述第一设备与第二设备发生碰撞。
4.一种碰撞检测器，其特征在于，包括：
感应元件，在所述感应元件中设有供导线穿过的感应区域，所述感应元件用于产生感应信号；
存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求1-2中任一项所述的碰撞检测方法。
5.根据权利要求4所述的碰撞检测器，其特征在于，还包括与所述感应元件连接的感应信号处理组件。
6.根据权利要求5所述的碰撞检测器，其特征在于，所述感应信号处理组件包括以下中的一个或几个：整流器、滤波器、变压器、AD转换器。
7.一种碰撞检测系统，其特征在于，包括：
第一设备；
第二设备，与所述第一设备通过导线连接；
权利要求4-6任一项所述碰撞检测器，所述碰撞检测器设置所述第一设备与所述第二设备中间且所述导线穿过所述碰撞检测器中感应元件的感应区域。
8.根据权利要求7所述的碰撞检测系统，其特征在于，所述碰撞检测装置还包括与所述存储器/处理器连接的继电器，所述继电器还与所述第二设备和/或第二设备的电源连接。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1-2中任一项所述的碰撞检测方法。
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