CN207359078U - 机器人和机器人用防撞装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种机器人和机器人用防撞装置，包括：机器人本体，所述机器人本体设有关节部，所述关节部设有传动轴；控制系统，所述控制系统与所述机器人本体电连接以控制所述传动轴运动；开关，所述开关的触发范围位于所述传动轴的机械限位之前，所述开关与所述控制系统电连接，当所述开关被触发时，所述控制系统控制所述传动轴停止运功。本实用新型能够保证使用者的误操作不会引起机器人传动轴运动超过机械限位，从而保护电机和减速器，同时避免更严重的安全事故。
Description
技术领域
本实用新型涉及智能机器人领域，特别是涉及机器人和机器人用防撞装置。
背景技术
工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。工业机器人在设计时会设计软限位和机械限位。其中，软限位指的是工业机器人的控制系统根据机器人实际运动范围进行安全限制，限制各轴的运动范围，超出范围则进行告警并停止运动。机械限位指的是工业机器人各轴实际能达到的运动范围，一般软限位要稍微小于机械限位，以保证达到软限位时不发生碰撞。
工业机器人现有的保护方式只能在软限位生效的情况下保证机器人不发生碰撞，但是软限位的修改权限是开放的，原因是用户有修改软限位的需求以满足不同的运动限制应用。所以当用户将软限位修改至大于机械限位，并且误操作使机器人传动轴移动至机械限位时，将发生碰撞，如果传动轴移动的速度较大，碰撞还会引起电机和减速器损坏，甚至引起安全事故。
实用新型内容
本实用新型主要解决的技术问题是提供一种机器人和机器人用防撞装置，能够解决用户误操作使机器人传动轴运动至机械限位时发生碰撞的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提出一种机器人，该机器人包括：机器人本体，所述机器人本体设有关节部，所述关节部设有传动轴，所述传动轴包括大臂和小臂；控制系统，所述控制系统与所述机器人本体电连接以控制所述传动轴运动；开关，所述开关的触发范围位于所述传动轴的机械限位之前，所述开关与所述控制系统电连接，当所述开关被触发时，所述控制系统控制所述传动轴停止运功。
其中，所述开关的触发范围位于所述传动轴的软限位和机械限位之间。
其中，所述开关设置在所述传动轴的的大臂和与所述大臂连接的关节部上。
其中，所述开关包括：开关本体，所述开关本体包括基部和由基部顶面中心向外延伸的延伸部；导电端子，所述所述导电端子设于开关本体的侧壁上，并沿与所述延伸部相反的方向向外延伸。
其中，所述开关包括：开关本体，所述开关本体包括壳体和位于壳体内的LC振荡电路、信号触发器、开关放大器，所述LC振荡电路、信号触发器、开关放大器依次电连接；通信电路，所述通信电路设于所述壳体靠近所述开关放大器的左侧面上。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的另一个技术方案是：提供一种机器人用防撞装置，所述机器人包括机器人本体，所述机器人本体设有关节部，所述关节部设有传动轴，所述传动轴包括大臂和小臂；控制系统，所述控制系统与所述机器人本体电连接以控制所述传动轴运动，其特征在于：所述防撞装置包括：开关，所述开关的触发范围位于所述传动轴的机械限位之前，所述开关与所述控制系统电连接，当所述开关被触发时，所述控制系统控制所述传动轴停止运功。
其中，所述开关的触发范围位于所述传动轴的软限位和机械限位之间。
其中，所述开关设置在所述传动轴的的大臂和与所述大臂连接的关节部上。
其中，所述开关包括：开关本体，所述开关本体包括基部和由基部顶面中心向外延伸的延伸部；导电端子，所述所述导电端子设于开关本体的侧壁上，并沿与所述延伸部相反的方向向外延伸。
其中，所述开关包括：开关本体，所述开关本体包括壳体和位于壳体内的LC振荡电路、信号触发器、开关放大器，所述LC振荡电路、信号触发器、开关放大器依次电连接；通信电路，所述通信电路设于所述壳体靠近所述开关放大器的左侧面上。
本实用新型的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型提出一种机器人和机器人用防撞装置。正常状态下，机器人传动轴在正常运动范围动作，开关常开，使用者可正常操作机器人；当使用者去掉了软限位，并且误操作时，机器人传动轴运动至即将撞击机械限位的位置时，开关被压合，此时控制系统控制传动轴停止运动，防止传动轴撞击机械限位。本实用新型能够保证使用者的误操作不会引起传动轴运动超过机械限位，从而保护电机和减速器，避免安全事故的发生。
附图说明
图1是本实用新型机器人一实施例结构示意图；
图2是本实用新型开关一实施例俯视图；
图3是本实用新型开关一实施例主视图。
图4是本实用新型开关另一实施例结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。
下面结合附图对本实用新型提出的机器人和机器人防撞装置进行详细描述。
请参阅图1，图1是本实用新型机器人一实施例结构示意图。由于本实用新型仅涉及到在机器人本体传动轴上设置开关以防止发生机械碰撞，则图1仅给出了机器人本体的主视图和控制系统的整体框图。另外本实施例中所涉及到的方位词“软限位”、“机械限位”是分别根据机器人正常工作和实际运行所能达到的运行范围而定义的，提到的结构词“大臂”、“小臂”是根据机器人本体传动轴的结构而定义的，“软限位”、“机械限位”、“大臂”、“小臂”与现有技术的结构和功能类似，此处不再赘述。
本实施例的机器人包括机器人本体和控制系统和开关。机器人本体包括第一关节部107、大臂102、第二关节部106、小臂101、开关103、线路(104，105)，控制系统包括主控制器40、逻辑控制与安全模块30和驱动模块20。其中，开关103设置在大臂102和与大臂102连接的第二关节部106上。本实施例中的小臂101和大臂102为传动轴。
在其他实施例中，开关103还可以设置在小臂101和与小臂101连接的第一关节部107上。
主控制器40为机器人装载的软件提供运行平台，并生成控制机器人运动的各种指令，主控制器40通过线路401将各种运动指令传给驱动模块20。
逻辑控制与安全模块30通过线路301和线路302与驱动模块20实现电连接，该模块用于控制机器人的输入输出设备以及保证机器人的安全。
驱动模块20通过线路401接收主控制器40发出的运动指令，驱动模块20接收指令后，控制机器人本体运动。驱动模块20包括驱动控制模块203，驱动功率模块202，动力开关模块201。驱动模块20通过线路105与机器人本体实现电连接，通过线路302和线路301与逻辑控制与安全模块30实现电连接，通过线路401与主控制器40实现电连接。其中，动力开关模块201负责动力开关的闭合与断开，当动力开关闭合时，驱动功率模块202通过线路105向机器人本体输出驱动力，机器人本体开始工作。当动力开关断开时，驱动功率模块202停止通过线路105向机器人本体输出驱动力，机器人本体上的电机抱闸吸合，机器人本体停止工作。
在一个具体的实施方式中，开关103设置在第二关节部106和大臂102之间，且位于大臂102的机械限位之前。更具体的说，开关103的触发范围位于大臂102正常工作运行时的运动范围之外和实际所能达到的运行范围之内，即大臂102的软限位和机械限位之间。开关103通过线路104与控制系统的逻辑控制与安全模块30实现电连接。当机器人工作时，用户因自身需要去掉了机器人的软限位时，并且因误操作导致大臂102运动至开关103的触发范围时，大臂102触发开关103闭合，开关103发出触发信号，并将触发信号通过线路104传给逻辑控制与安全模块30。逻辑控制与安全模块30通过线路302将stop0信号传给驱动模块20中的驱动控制模块203，驱动控制模块203接收stop0信号后，控制机器人本体上的大臂102以最大加速度停止运动。逻辑控制与安全模块通过线路301传送信号给动力开关模块201，动力开关模块201接受信号后，断开动力开关，机器人电机抱闸吸合，大臂102停止运动。
在其他实施方式中，开关可设在机器人本体上，也可设置在其他可以使开关的触发范围位于传动轴的软限位和机械限位之间的位置。并且开关可通过光线、压力等多种方式感应到传动轴运动至触发范围，并发出触发信号，此处均不予限定。
本实用新型的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型提出一种机器人和机器人用防撞装置。正常状态下，机器人传动轴在正常运动范围动作，开关常开，使用者可正常操作机器人；当使用者去掉了软限位，并且误操作时，机器人传动轴运动至即将撞击机械限位的位置时，开关被压合，此时控制系统控制传动轴停止运动，防止传动轴撞击机械限位。本实用新型能够保证使用者的误操作不会引起传动轴运动超过机械限位，从而保护电机和减速器，避免安全事故的发生。
请参阅图2，图2是本实用新型开关一实施例俯视图，图3是本实用新型开关一实施例主视图，
在本实施例中，机器人本体上的开关包括开关本体和导电端子203。其中，开关本体进一步包括基部201和由基部201顶面中心向外延伸的延伸部202。其中，导电端子203设于开关本体的侧壁上，并沿与延伸部202相反的方向向外延伸。
上述实施例中，开关是作为机器人用防撞装置来使用的。在一个具体的实施方式中，开关设置在机器人本体传动轴关节的大臂以及与大臂连接的关节部上。且该开关的触发范围位于大臂的软限位和机械限位之间。当机器人本体上的大臂因用户的误操作作导致大臂将运动超过软限位到达开关的触发范围时，大臂触碰开关的延伸部202，开关上下降，开关产生触发信号将该信号通过开关上的导电端子203和与其电连接的线路传给逻辑控制与安全模块。逻辑控制与安全模块接收信号后控制大臂停止运动，从而实现防撞的功能。
请参阅图4，图4本实用新型开关另一实施例结构示意图。
在本实施例中，机器人本体上的开关包括开关本体和导电端子405。
其中，开关本体进一步包括壳体401和位于壳体内的LC振荡电路402、信号触发器403、开关放大器404。其中，LC振荡电路402、信号触发器403、开关放大器404依次电连接。通信电路405，通信电路405设于壳体401靠近所述开关放大器404的一侧。
上述实施例中，开关是作为机器人用防撞装置来使用的。在一个具体的实施方式中，开关设置在机器人本体传动轴关节的大臂以及与大臂连接的关节部上，该大臂为金属。且该开关的触发范围位于大臂的软限位和机械限位之间。在开关正常工作时，LC振荡电路402中的线圈L产生一个高频磁场。当机器人本体上的大臂因用户的误操作作导致大臂将运动超过软限位到达开关的触发范围时，由于电磁感应在目标物中产生一个感应电流(涡电流)。随着机器人本体上的大臂接近开关，感应电流增强，引起LC振荡电路402中的负载加大。然后，振荡减弱直至停止。开关触发器403检测到LC振荡电路402振荡状态的变化，输出检测信号。该检测信号经开关放大器404转化成二进制的开关信号。
通信电路405将该开关信号通过与其电连接的线路传给逻辑控制与安全模块。逻辑控制与安全模块接收信号后控制大臂停止运动，从而实现防撞的功能。
上述开关的结构只是用户说明本发明实施过程的一种可实施的结构，开关的结构还可以是其他习知的结构，只要能达到被触发后能够才能电信号并形成电连接的目的即可，此处不予限定。
本实用新型的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型提出一种机器人和机器人用防撞装置。正常状态下，机器人传动轴在正常运动范围动作，开关常开，使用者可正常操作机器人；当使用者去掉了软限位，并且误操作时，机器人传动轴运动至即将撞击机械限位的位置时，开关被压合，此时控制系统控制传动轴停止运动，防止传动轴撞击机械限位。本实用新型能够保证使用者的误操作不会引起传动轴运动超过机械限位，从而保护电机和减速器，避免安全事故的发生。
以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型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，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种机器人，其特征在于，包括：
机器人本体，所述机器人本体设有关节部，所述关节部设有传动轴；
控制系统，所述控制系统与所述机器人本体电连接以控制所述传动轴运动；
开关，所述开关的触发范围位于所述传动轴的机械限位之前，所述开关与所述控制系统电连接，当所述开关被触发时，所述控制系统控制所述传动轴停止运动。
2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述开关的触发范围位于所述传动轴的软限位和机械限位之间。
3.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述机器人本体包括大臂和小臂，所述大臂和小臂通过所述关节部连接。
4.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述开关包括：开关本体，所述开关本体包括基部和由基部顶面中心向外延伸的延伸部；导电端子，所述导电端子设于开关本体的侧壁上，并沿与所述延伸部相反的方向向外延伸。
5.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述开关包括：开关本体，所述开关本体包括壳体和位于壳体内的LC振荡电路、信号触发器、开关放大器，所述LC振荡电路、信号触发器、开关放大器依次电连接；通信电路，所述通信电路设于所述壳体靠近所述开关放大器的左侧面上。
6.一种机器人用防撞装置，所述机器人包括机器人本体，所述机器人本体设有关节部，所述关节部设有传动轴，所述传动轴包括大臂和小臂；控制系统，所述控制系统与所述机器人本体电连接以控制所述传动轴运动，其特征在于：所述防撞装置包括：
开关，所述开关的触发范围位于所述传动轴的机械限位之前，所述开关与所述控制系统电连接，当所述开关被触发时，所述控制系统控制所述传动轴停止运动。
7.根据权利要求6所述的机器人用防撞装置，其特征在于：所述开关的触发范围位于所述传动轴的软限位和机械限位之间。
8.根据权利要求6所述的机器人用防撞装置，其特征在于：所述开关设置在所述传动轴的大臂和与所述大臂连接的关节部上。
9.根据权利要求6所述的机器人用防撞装置，其特征在于：所述开关包括：开关本体，所述开关本体包括基部和由基部顶面中心向外延伸的延伸部；导电端子，所述导电端子设于开关本体的侧壁上，并沿与所述延伸部相反的方向向外延伸。
10.根据权利要求6所述的机器人用防撞装置，其特征在于：所述开关包括：开关本体，所述开关本体包括壳体和位于壳体内的LC振荡电路、信号触发器、开关放大器，所述LC振荡电路、信号触发器、开关放大器依次电连接；通信电路，所述通信电路设于所述壳体靠近所述开关放大器的左侧面上。
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| CN201721396397.6U CN207359078U (zh) | 2017-10-25 | 2017-10-25 | 机器人和机器人用防撞装置 |
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| CN (1) | CN207359078U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109129490A (zh) * | 2018-10-10 | 2019-01-04 | 珠海格力电器股份有限公司 | 机器人安全限位装置及其控制方法、机器人 |
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2017
- 2017-10-25 CN CN201721396397.6U patent/CN207359078U/zh active Active
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| CN109129490A (zh) * | 2018-10-10 | 2019-01-04 | 珠海格力电器股份有限公司 | 机器人安全限位装置及其控制方法、机器人 |
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