一种工业机器人及其工业机器人避障系统的制作方法

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种工业机器人避障系统。本发明还涉及一种包括上述工业机器人避障系统的工业机器人。

背景技术：

随着工业机器人的普及，工业机器人的安全问题显得尤为重要。目前最普遍的解决方法是将机器人的工作范围空间用栅栏等工具围起来，以防工人误闯入而造成安全事故。

然而，如果完全将工业机器人的工作区间封闭起来，会给车间造成一部分原本安全的空间的浪费，而有些车间空间本来就狭窄，根本不可能将工业机器人的工作区间完全封闭起来，且即使工业机器人停机，由于栅栏的围截，被封闭起来的空间也不便于进行利用。另外，如果栅栏的位置被误移动，则栅栏所划定的范围与安全范围不相符，无法保证安全性。

因此，如何提高工业机器人的安全性以及车间的空间利用率，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种工业机器人避障系统，能够提高机器人本体的安全性以及车间的空间利用率。本发明的另一目的是提供一种包括上述工业机器人避障系统的工业机器人，其安全性较高，且能够保证车间的空间利用率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种工业机器人避障系统，包括：

第一检测装置，用于判断是否有人在第一预设范围内，若是，则向报警器发送感应信号，所述第一检测装置为设于机器人本体上红外热释电感应器，所述机器人本体设于所述第一预设范围的中间位置；

所述报警器，用于在所述接收到所述感应信号时报警，所述报警器信号连接所述第一检测装置。

优选地，还包括：

第二检测装置，用于判断是否有人在第二预设范围内，若是，则向单片机发送暂停信号，所述第二预设范围小于所述第一预设范围且所述第二预设范围位于所述第一预设范围之内；

所述单片机，设于机器人本体控制器中，且所述单片机信号连接所述第二检测装置，所述单片机在接收到所述暂停信号时，所述单片机的p口能够拉低所述机器人本体控制器的暂停io口的电压，以使所述机器人本体暂停工作。

优选地，所述第二检测装置为超声波传感器，设于所述机器人本体上。

优选地，至少四个所述第二检测装置在所述机器人本体的外周面上绕周向依次设置。

优选地，还包括：

第三检测装置，用于判断是否有人在第三预设范围内，若是，则向常闭型继电器开关发送断路信号，所述第三预设范围小于所述第二预设范围且所述第三预设范围位于所述第二预设范围之内；

所述常闭型继电器开关，连接于所述机器人本体的伺服电源，且所述常闭型继电器开关信号连接所述第三检测装置，所述常闭型继电器开关用于在接收到所述断路信号时控制所述伺服电源断电。

优选地，所述第三检测装置为超声波传感器或限位开关，设于所述机器人本体上。

优选地，所述报警器为指示灯或蜂鸣器。

一种工业机器人，包括机器人本体，还包括如上述任意一项所述的工业机器人避障系统。

本发明提供的工业机器人避障系统包括第一检测装置和报警器。第一检测装置用于判断是否有人在第一预设范围内，若是，则向报警器发送感应信号，第一检测装置为设于机器人本体上红外热释电感应器，机器人本体设于第一预设范围的中间位置；报警器用于在接收到感应信号时报警，报警器信号连接第一检测装置。

第一检测装置及报警器的设置可以有针对性地自动检测划定的安全空间，并在有人进入该安全空间时进行警报，提示工人尽快离开，以免影响机器人本体的正常工作，如果有特殊的空间需求，人工控制机器人本体停止工作后，该划定的第一预设范围中的空间也可以方便地进行利用，在保证机器人本体的安全性同时保证车间的空间利用率，提高避障的自动化程度。

本发明提供的包括上述工业机器人避障系统的工业机器人，其安全性较高，且能够保证车间的空间利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供工业机器人避障系统的主视图；

图2为本发明所提供工业机器人避障系统的左视图；

图3为本发明所提供工业机器人避障系统的俯视图。

图1至图3中：

1-第一检测装置，2-第二检测装置，3-机器人本体。

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做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。

本发明的核心是提供一种工业机器人避障系统，能够提高机器人本体的安全性以及车间的空间利用率。本发明的另一核心是提供一种包括上述工业机器人避障系统的工业机器人，其安全性较高，且能够保证车间的空间利用率。

请参考图1至图3，图1为本发明所提供工业机器人避障系统的主视图；图2为本发明所提供工业机器人避障系统的左视图；图3为本发明所提供工业机器人避障系统的俯视图。

本发明所提供工业机器人避障系统的一种具体实施例中，包括第一检测装置1和报警器，报警器信号连接第一检测装置1。第一检测装置1设置在机器人本体3上，第一检测装置1用于判断是否有人在第一预设范围内，若是，则向报警器发送感应信号，报警器用于在接收到感应信号时报警。其中，机器人本体3设于第一预设范围的中间位置，第一预设范围指的是与机器人本体3的距离在预设值之内的一个划定空间范围。

其中，第一检测装置1可以为红外热释电感应器，该红外热释电感应器设于所述机器人本体3上。第一预设范围即为红外热释电感应器的感应范围，具体可以根据第一预设范围的限定需求选择红外热释电感应器的具体参数。根据红外热释电传感器的工作原理，既可以排除机器人工作的干扰，又可以感应误进入的工人，能够保证检测的可靠性。

第一检测装置1可以有针对性地自动检测划定的安全空间，在有人进入该安全空间时，报警器进行警报，提示工人尽快离开，以免影响机器人本体3的正常工作，如果有特殊的空间需求，人工控制机器人本体3停止工作后，该划定的第一预设范围中的空间也可以方便地进行利用，从而在保证机器人本体3的安全性同时保证车间的空间利用率，提高避障的自动化程度。同时，此工业机器人避障系统与机器人本体控制系统可以是独立运行的，能够避免互相影响，工业机器人避障系统可采用单片机进行简单的逻辑控制，大大提高了控制的可靠性、稳定性，且此工业机器人避障系统具有很强的兼容性，可以与各种机器人本体控制系统兼容。

进一步地，该工业机器人避障系统还可以包括第二检测装置2和单片机，单片机设置在机器人本体控制器中，且单片机信号连接第二检测装置2。第二检测装置2用于判断是否有人在第二预设范围内，若是，则向单片机发送暂停信号。单片机在接收到暂停信号时，单片机的p口可以拉低机器人本体控制器的暂停io口的电压，以使机器人本体3暂停工作，此时机器人本体3的暂停为软件暂停。其中，第二预设范围小于第一预设范围且第二预设范围位于第一预设范围之内。

本实施例中，第一检测装置1为机器人本体3提供了第一道防线，在有人突破此防线时，报警器进行警示，但是机器人本体3仍可正常工作；第二检测装置2为机器人本体3提供了第二道防线，在有人突破此防线时，由于工人与机器人的距离更近，机器人本体3暂停工作，以防止发生安全事故，从而更进一步地提高机器人本体3的安全性，避免对工人造成伤害。

具体地，第二检测装置2可以为超声波传感器，且超声波传感器设置在机器人本体3上。利用超声波传感器发送接收超声波的原理来判断超声波传感器与人的距离，第二预设范围对应于超声波传感器的一个预设距离所划定的范围，当超声波传感器检测到有人与超声波传感器之间的距离小于该预设距离时，说明此人进入了第二预设范围内，具体通过单片机的p口拉低机器人本体控制器的暂停io口的电压，触发暂停信号，使机器人暂停工作。

采用超声波传感器进行检测，可以保证检测的灵敏度与准确性，且避障距离可以根据需要进行调整，在保证机器人本体3不与人相碰撞的情况下，允许工人与机器人本体3近距离接触。

进一步地，至少四个第二检测装置2可以在机器人本体3的外周面上绕周向依次设置，具体可以为四个、五个或者其他数量。第二检测装置2直接设置在机器人本体3上，且环设于机器人本体3的外周，使第二检测装置2能够进行全面的检测，有利于提高使用的可靠性。

在上述各个实施例的基础上，该工业机器人避障系统还可以包括第三检测装置和常闭型继电器开关，常闭型继电器开关连接于机器人本体3的伺服电源，且常闭型继电器开关信号连接第三检测装置。第三检测装置用于判断是否有人在第三预设范围内，若是，则向常闭型继电器开关发送断路信号，常闭型继电器开关用于在接收到断路信号时控制伺服电源断电。其中，第三预设范围小于第二预设范围且第三预设范围位于第二预设范围之内。

第三检测装置可以为机器人本体3提供第三道防线，若第三检测装置检测到有人，则说明此人已经突破了第一道防线和第二道防线，并进入了第三道防线之中，此人的安全无法达到保证，常闭型继电器开关会控制机器人本体3的伺服电源断电，从而电机断电，机器人本体3停止工作，此时机器人本体3的停止为硬件停止，以保证工人的安全。通过设置三道防线且每道防线的措施不一样，既避免了工人频繁的误进入而影响机器人本体3的正常工作，又确保工人的安全。

另外，同时设置第二检测装置与第三检测装置可以提供一段合适的缓冲距离，确保机器人本体控制系统失效的情况下，机器人本体3不撞到人。当人走进第二预设范围但没有走进第三预设范围之内时，向单片机发送暂停信号控制而并非控制机器人本体3的伺服电源断电，此时只是软暂停，对系统稳定性影响不大，当人离开第二预设范围之外时，机器人本体3自动恢复工作，避免频繁对机器人本体3的伺服电源断电而影响系统稳定性。而只有当人走进第三预设范围内时，才向常闭型继电器开关发送断路信号，控制机器人本体3的伺服电源断电，即断电是在发送暂停信号失效或者发送暂停信号后人还是不能完全停下来的情况下采取的急救措施，断电后通过手动上电才能使机器人本体3恢复工作。

具体地，第三检测装置可以为超声波传感器或限位开关，且第三检测装置设于机器人本体3上，从而方便可靠地实现对机器人本体3的近距离防护。

上述各个实施例中，报警器可以为指示灯或蜂鸣器，具体警报方式可以为指示灯闪烁或蜂鸣器鸣响，安装方便，成本较低，且报警效果较好。

除了上述工业机器人避障系统，本发明还提供了一种包括上述实施例公开的工业机器人避障系统的工业机器人，该工业机器人的安全性较高。该工业机器人包括机器人本体3以及其他结构，具体请参考现有技术，本文不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的工业机器人及其工业机器人避障系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。