本发明涉及机器人的防碰撞技术，具体涉及工业机器人的碰撞保护方法。
背景技术：
随着信息技术的发展和普及，工业技术的信息化程度提高，工业技术的信息化最显著的就是工业机器人应用越来越广泛。在一些大型工厂中，管理人员会购置工业机器人来减轻工人的劳动强度和劳动量，例如搬运机器人，工业机器人分担部分工作以提高工人的工作效率，最终达到效益最大化。
目前，工业机器人在工厂中运作时普遍是通过预定轨迹让机器人进行移动，工业机器人中预先存储有防止碰撞的技术和方法，例如公开号为cn101512453a的专利公开了一种防止碰撞的方法，该方法获通过估计工业机器人与物体之间在发生碰撞之前的剩余时间确定工业机器人的停止时间，将估计的发生碰撞之前的剩余时间与工业机器人的停止时间进行比较，以及在所估计的发生碰撞之前的剩余时间接近工业机器人的停止时间时，停止工业机器人或者物体，从而避免机器人碰撞到工人。
但是，现有的机器人防碰撞方法包括以下问题：工人的自主性使得其的移动轨迹不固定，工人移动轨迹的随意性大，而现有工业机器人的防碰撞方法通过让即将碰撞到工人的工业机器人停止工作，从而避免工业机器人碰撞到工人，工业机器人停止工作避让工人降低了机器人的工作效率。
技术实现要素：
本发明意在提供一种工业机器人的碰撞保护方法，以解决工业机器人避让工人时工作效率降低的问题。
本方案中的工业机器人的碰撞保护方法，包括以下步骤：
s1，将光束通过机器人本体发射到前进方向的工人身上的穿戴件上，并对经过穿戴件反射后的光束进行接收，根据发射光束和接收光束的时间差计算得到工人与机器人本体的距离；
s2，当距离小于阈值时，机器人本体对准前进方向上的工人，控制器控制喷射模块从储水部抽取清水，喷射模块将抽取的清水喷射到工人身上穿戴件的收集模块中存储，清水的冲击力提醒工人远离机器人本体；
s3，当距离大于阈值时，机器人本体的行走模块朝前进方向且贴着地面延伸放出钢尺带，当钢尺带被工人踩住后，钢尺带上的压力传感器向控制器传递距离信号，控制器根据距离信号控制机器人本体进行声音预警，提醒工人远离机器人本体。
本方案的有益效果是：内容s2将清水喷射到工人处时，由于工人将穿戴件如衣服的形式穿套在身上，所以清水喷射到工人处时的冲击力可提醒工人注意避让，工人避让无需机器人本体停止工作，提高机器人本体的工作效率，清水的冲击力还可对工人进行按摩，减轻工人的疲劳度，清水的形态可变又不会因冲击力过大将工人推到，喷射到工人处的清水由于穿戴件的阻挡不会直接喷到工人的衣服上，避免工人的衣服被打湿，同时，喷射到工人处的清水由收集模块进行收集存储，避免清水使工人工作的环境变得潮湿。
内容s3在工人还未走进机器人本体的防碰撞范围内时，此时将钢尺带铺放到道路上，当工人移动过程中踩到钢尺带时，钢尺带上的压力传感器传递距离信号，例如每个压力传感器对应一个编号，每个编号表示距离机器人本体的距离，控制器收到的距离信号即可为编号信号，由此得到工人距离机器人本体的距离，在控制器从距离信号中获取的距离小于阈值后，控制器控制机器人本体进行声音预警，提醒工人远离机器人本体，防止机器人本体被工人碰撞到而让工人受伤或停止机器人本体避让工人耽搁工作。
本方案通过检测工人与机器人本体的距离来提醒工人进行避让，无需停止机器人本体的工作，保证了机器人本体的工作效率，同时在提醒工人的过程中还可给个人按摩减轻疲劳程度。
与现有技术相比，本方案通过检测工人与机器人本体的距离，并在工人与机器人本体的距离小于阈值后向由机器人本体向工人喷射清水，清水冲击力既提醒工人进行避让，还能对工人进行按摩，机器人本体无需先停止工作避让工人，机器人本体工作的连续性更好，而且，清水喷射出机器人本体时向机器人本体施加一个反作用力，减小机器人本体在撞击到工人时的撞击力，清水的冲击力还将工人推开，避免机器人本体撞倒工人，并且还在工人距离机器人本体具有一定距离时提醒工人提前避让。
进一步，所述内容s2中抽取清水时还包括子步骤s21，将抽取的清水由抽水出口处的加热丝加热后再喷射到穿戴件的收集模块存储。
将加热的清水喷射到收集模块进行存储，工人感受到清水的冲击力和热量后即可知道自己进入机器人本体的防碰撞范围内，提醒工人进行避让，同时清水的热量可传递给个人，给工人进行热敷，缓解工人疲劳。
进一步，所述内容s2中抽取清水时还包括子步骤s22，将加热后的清水从灌水嘴直接灌入弹性囊中，清水抵开灌水嘴内的单向阀存储在弹性囊中，将弹性囊喷射到收集模块存储。
加热后的清水直接灌入弹性囊中，可保持清水的温度，由于弹性囊的灌水嘴内具有单向阀，清水被灌入弹性囊后不会被挤出，并弹性囊喷射到工人处的收集模块进行储存，加热后的清水可使弹性囊具有一定的温度，弹性囊喷射入收集模块中可通过温度和冲击力提醒工人进行避让，同时热量还可对工人进行热敷，缓解工人的部分疲劳感。
进一步，所述内容s1中穿戴件反射光束时，光束投射到收集模块的存储袋的收集口内的全反射板上，经过全反射板反射后的光束被接收。
光束照射到收集口内的全反射板并由全反射板进行反射，方便从接收到反射后的光束获取收集口的位置，以准确将清水喷射入存储袋中。
进一步，所述内容s2中清水喷射到收集模块内存储时，清水触发存储袋内的感应开关，触发感应开关后存储袋内的按揉盘启动后朝向工人身体一侧施加压力，按揉盘按揉六圈后自动停止。
感应开关被清水触发，让按揉盘启动一段定时长，即按揉盘启动一段时间后自动停止，通过按揉盘的碰触感提醒工人避让机器人本体，同时给工人按摩缓解疲劳。
进一步，所述内容s2中喷射模块喷射清水前，控制器获取收到的光束的角度，控制器根据角度控制高度调节轨上均匀分布有多个电磁铁依次通电，由依次通电的电磁铁导向喷射模块上的金属块沿高度调节轨移动来调节高度。
由于各个工人的身高不同，穿戴件穿套在个人身上时收集模块的高度也会存在差异，所以根据收到光束角度来控制电磁铁依次通电，电磁铁通电后与金属块相互吸引，让喷射模块依据电磁铁通电的顺序在高度调节轨上滑动，调节喷射模块的位置和高度，由于被喷射出的清水在重力作用下会作抛物线运动，所以改变喷射模块的位置和高度，使清水尽可能多地喷射入收集模块中，避免太多的清水洒在地上。
附图说明
图1为本发明工业机器人的碰撞保护方法实施例的流程图；
图2为本发明工业机器人的碰撞保护方法实施例中机器人的结构示意图；
图3为本发明工业机器人的碰撞保护方法实施例的示意性框图；
图4为图3中机器人本体和穿戴件的原理框图；
图5为本发明工业机器人的碰撞保护方法实施例中机器人的放置盒的结构示意图；
图6为本发明工业机器人的碰撞保护方法实施例中穿戴件的结构示意图；
图7为本发明避碰式工业机器人实施例中缓冲模块的原理图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细的说明。
工业机器人的碰撞保护方法，如图1所示，包括以下步骤：
s1，将光束通过机器人本体发射到前进方向的工人身上的穿戴件上，光束投射到穿戴件收集模块的存储袋的收集口内的全反射板上，经过全反射板反射后的光束被接收，根据发射光束和接收光束的时间差计算得到工人与机器人本体的距离；
s2，当距离小于阈值时，机器人本体对准前进方向上的工人，控制器控制喷射模块从储水部抽取清水，在清水通过抽水出口处时由加热丝进行加热，将加热后的清水从灌水嘴直接灌入弹性囊中，清水抵开灌水嘴内的单向阀存储在弹性囊中，将弹性囊喷射到收集模块存储，弹性囊的冲击力和热量传递提醒工人远离机器人本体；
s3，当距离大于阈值时，机器人本体的行走模块朝前进方向且贴着地面延伸放出钢尺带，当钢尺带被工人踩住后，钢尺带上的压力传感器向控制器传递距离信号，控制器根据距离信号控制机器人本体进行声音预警，提醒工人远离机器人本体。
上述内容s2中，清水喷射到收集模块内存储时，清水触发存储袋内的感应开关，触发感应开关后存储袋内的按揉盘启动后朝向工人身体一侧施加压力，按揉盘按揉六圈后自动停止。
上述内容s2中喷射模块喷射清水前，控制器获取收到的光束的角度，控制器根据角度控制高度调节轨上均匀分布有多个电磁铁依次通电，由依次通电的电磁铁导向喷射模块上的金属块沿高度调节轨移动来调节高度。
上述内容s3中，将钢尺带卷绕在卷扬筒上，钢尺带由电机带动进行卷绕，控制器控制电机工作来对钢尺带进行卷绕和延伸放出，在钢尺带上对应每个长度刻度设置一个压力传感器，当对应压力传感器检测到压力后，压力传感器向控制器反馈距离信号，距离信号可以是每个压力传感器的编号，该编号就表示钢尺带与机器人本体的距离。
附图2至附图6的标记包括：机器人本体1、夹持模块2、行走模块3、储水部4、喷射模块5、红外测距对准模块6、高度调节轨7、放置盒8、喷射道9、管道10、磁夹扣11、气动装置12、弹性囊13、推板14、压簧15、穿戴件16、收集口17、按揉盘18、存储袋19、缓冲模块20、喷管21、电极板22、绝缘电介质23、软质套壳24。
为实现上述方法，本实施例还提供一种避碰机器人，
避碰式工业机器人，如图2、图3和图4所示，包括机器人本体1和用于机器人本体1配套使用的穿戴件16，机器人本体1包括夹持模块2、行走模块3、红外测距对准模块6、储水部4、控制器和喷射模块5，穿戴件16供工人穿套在身上，穿戴件16上设有反射模块和收集模块。
红外测距对准模块6用于发射和接收光束以检测机器人本体1与前进方向上工人的距离，红外测距对准模块6包括发射单元、接收单元和角度测量单元，发射单元发射出多条光束，接收单元对反射回来的光束进行接收，角度测量单元测量接收到的光束角度；
储水部4位于机器人本体1靠近行走模块3处，行走模块3可通过万向轮及其动力结构进行移动，储水部4用于储存清水，储水部4与喷射模块5间连接有输送清水的管道10，储水部4包括水箱，清水存放在水箱中，管道10连接在水箱的底部。
如图5所示，在靠近管道10连接喷射模块5一端处排布多根加热丝，加热丝对抽取的清水进行加热，在管道10抽取清水的出口处安装耐高温的弹性囊13，弹性囊13的大小以能够被喷射入收集口17为准，管道10的出口处安装磁夹扣11，在弹性囊13上焊接有金属的灌水嘴，弹性囊13在灌水嘴卡扣在磁夹扣11内，灌水嘴位于管道10的出口处，在灌水嘴内安装有单向阀，在放置弹性囊13位置的竖直方向上焊接条形的放置盒8，放置盒8底部通过压簧15连接一推板14，在推板14上堆放多个弹性囊13，弹性囊13的数目根据放置盒8的尺寸进行放置，可方便多次进行使用，放置盒8在弹性囊13被喷射出的水平方向上开设喷射道9，喷射道9安装有将弹性囊13喷射出的气动装置12；
机器人本体1安装有高度调节轨7，高度调节轨7上均匀分布有多个电磁铁，电磁铁的数目根据每次高度调节的高度进行设定，如每次调节的高度可为1cm，控制器根据光束角度控制电磁铁依次通电，喷射模块5上焊接有用于吸附到电磁铁上的金属块；
控制器获取红外测距对准模块6的距离并进行判断，当距离值小于阈值时，控制器控制喷射模块5从储水部4中抽取清水喷射到距离值小于阈值的工人处；
喷射模块5根据控制器的控制抽取储水部4中清水灌入弹性囊13中，喷射模块5将灌入加热后清水的弹性囊13喷射到工人处，喷射模块5在抽取清水时可在管道10上安装抽水泵；
反射模块包括多块全反射板，全反射板均匀分布在与收集口17正对的存储袋19内壁上，全反射板的数目以覆盖完收集口17为准，全反射板用于对红外测距对准模块6的光束进行反射。
如图6所示，穿戴件16上的收集模块包括收集口17、存储袋19、可被弹性囊13触发的感应开关和在感应开关被触发后启动的按揉盘，所述按揉盆启动并按揉六圈后自动停止18，收集口17开设在存储袋19的上部供清水进入存储袋19内，存储袋19具有一定的容纳空间对弹性囊13或清水进行存放，感应开关可以是压力感应单元，压力感应单元安装在存储袋19的隔层中以防水，压力感应单元对存储的清水或弹性囊13的重力进行检测，按揉盘18安装在存储袋19远离工人身体一侧的侧布上，按揉盘18的按揉侧面上开设有卡孔，卡孔的内壁上卡套有磁铁块，按揉盘18对弹性囊13施加朝向工人身体一侧挤压力。
如图7所示，在机器人本体位于前进方向的两侧上粘接有缓冲模块20，缓冲模块20包括软质套壳24、电源和电流计，软质套壳24内粘接有两块可从侧向挤压的电极板22，电极板22通过导线与电源和电流计形成闭合回路，电流计与控制器信号连接，电极板22相互平行，电极板22间填充有绝缘电介质23，软质套壳24顶部固设有用于供绝缘电介质23喷出的喷管21。
由于红外测距对准模块是对机器人本体前进方向上的目标进行检测，机器人本体在前进方向的两侧上存在检测盲区，当工人从机器人本体的两侧靠近时，机器人本体无法提醒工人进行避让，所以在工人从机器人本体两侧靠近并挤压到缓冲模块20时，软质套壳24内的电极板22受到挤压力，由于软质套壳24容易在受力时产生形变，所以软质套壳24受到工人撞击时两块电极板22贴合在一起，绝缘电介质23从喷管21中喷出，闭合回路连通，电流计检测到电流，控制器根据电流计的电流信号控制机器人本体停止工作，在工人从机器人本体的侧向盲区产生碰撞时才停止机器人工作，既避免工人被撞倒，又减少机器人本体停止工作的次数，保证机器人本体的工作效率。
在机器人本体内安装有电机，电机输出轴上键连接有卷扬筒，卷扬筒上卷绕钢尺带，控制器控制电机转动延伸放出钢尺带，钢尺带的每个距离刻度处安装压力传感器，压力传感器与控制器信号连接，当工人还未走进机器人本体的防碰撞范围内时，此时将钢尺带铺放到道路上，当工人移动过程中踩到钢尺带时，钢尺带上的压力传感器传递距离信号，例如每个压力传感器对应一个编号，每个编号表示距离机器人本体的距离，控制器收到的距离信号即可为编号信号，由此得到工人距离机器人本体的距离，提前预警防止碰撞。
在具体使用时，机器人本体1工作过程中通过红外测距对准模块6对前进方向上的工人与机器人本体1的距离进行检测，例如发射单元可先发射出光束，然后接收单元接收经穿戴件16上全反射板反射后的光束，控制器根据发射、接收光束的时间差和光速度得到距离，在工人与机器人本体1的距离小于阈值时，阈值根据实际的需求进行设置，控制器控制机器人本体1对准前进方向上的工人，该控制器控制机器人对准前进方向目标的技术属于现有技术，控制器控制抽水泵从储水部4抽取清水，清水通过管道10时由加热丝进行加热，加热后的清水从管道10的出口处灌入弹性囊13中，随着弹性囊13内清水的增加，弹性囊13的重力增加，弹性囊13由于重力向下移动直至弹性囊13的灌水嘴脱离开磁夹扣11进入喷射道9内，喷射道9内的气动装置12将弹性囊13喷射到工人处，弹性囊13包裹住了清水，避免了清水直接洒落到地上。
在喷射出弹性囊13之前，因为每个工人的身高不同，穿戴件16穿套在个人身上时收集口17的高度也会存在差异，所以根据收到光束角度来控制电磁铁依次通电，电磁铁依次通电可对喷射模块5的高度进行导向，电磁铁通电后与金属块相互吸引，让喷射模块5依据电磁铁通电的顺序在高度调节轨7上滑动，调节喷射模块5的位置和高度，由于被喷射出的弹性囊13在重力作用下会作抛物线运动，所以改变喷射模块5的位置和高度，使弹性囊13尽可能地喷射入收集模块的存储袋19中，提高弹性囊13被喷射入收集模块的概率。
在根据收到光束角度控制电磁铁依次通电时，可先以固定高度受到的光束作为基准，例如该基准高度以较多工人的身高值为准，如156cm，此基准高度收到的光束散射少光线强度大，当接收到来自基准高度以下的光束时，控制器控制依次向下方向上的电磁铁通电，当接收到来自基准高度以上的光束时，控制器控制依次向上方向上的电磁铁通电，由此调节喷射模块5的位置和高度。
弹性囊13喷射到工人处时，弹性囊13从收集口17进入到存储袋19中，储存袋的重量增加，感应开关被触发，即压力感应单元感应到压力，让按揉盘18启动一段定时长，即按揉盘18启动一段时间后自动停止，按揉盘18可以旋转方式进行按揉，按揉盘18按揉弹性囊13过程中，由于弹性囊13具有一定的弹性和金属灌水嘴同卡孔内壁的磁铁相互吸引，使灌水嘴卡入卡孔中，将弹性囊13的位置固定，通过按揉盘18带着弹性囊13碰触工人来提醒工人提前进行避让，同时，弹性囊13的热量和按揉盘18的挤压力可对工人进行按摩，减轻工人的疲劳感。
本实施例在机器人本体1工作过程中检测前进方向上的工人的距离，当工人进入范围内时，向工人喷射具有热水的弹性囊13，然后按揉弹性囊13，弹性囊13对工人的冲击力、热水中热量的传导和按揉时施加的压力提醒工人注意避让，同时按揉施加的压力连同热量可对工人进行按摩，减轻工人的疲劳程度。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。