一种带碰撞检测功能的机器人制样系统的制作方法

本实用新型主要涉及机器人制样技术领域，特指一种带碰撞检测功能的机器人制样系统。

背景技术：

电厂、钢厂、水泥厂等煤炭样品制备领域，自动制样系统已逐步取代之前人工制样，实现制样过程无人工干预，其中将机器人引入自动制样系统，更加推进了制样系统的透明化、智能化与制样效率提升。在煤样制作过程中，机器人在进行多个流程煤样搬运过程中，转运容器被手部工具夹持，在运转时加减速度太大或者容器清洗环节，均有可能使得容器与手部工具发生一定的偏移，即容器相对于机器人的tcp点发生一定的偏移，在此情况下，当机器人夹持容器进行放置操作或者倒料操作时，容器很有可能与制样系统发生激烈碰撞导致机械受损。目前通过在机械手部工具上安装检测传感器的方式进行检测，但是无法全方位检测前方物体；而且由于正常运行时手部工具与制样系统间距就已经很小，此时传感器极易造成误感应；另外增加传感器也增加了成本。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种结构简单、成本低、检测快速的带碰撞检测功能的机器人制样系统。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种带碰撞检测功能的机器人制样系统，包括机器人本体、机械手和制样单元；所述机械手安装于所述机器人本体上，所述制样单元包括制样机架和容器支撑平台，所述制样机架和支撑平台通过连接线相互连接形成等电势的第一检测回路；所述机器人本体和机械手通过机械连接或接触形成等电势的第二检测回路；所述第一检测回路或第二检测回路中串联有安全电源单元和开关单元；在机械手夹持容器从起始点至支撑平台的过程中，当容器触碰所述制样机架或支撑平台时，所述第一检测回路与第二检测回路导通以使所述开关单元得电发送开关信号停止机器人的动作。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述开关单元包括继电器和控制器，所述继电器的线圈串联于所述第一检测回路或第二检测回路中，所述继电器的触点与控制器相连。

所述开关单元包括控制器，所述第一检测回路或第二检测回路与控制器的输入端相连；所述控制器为控制机器人本体和机械手动作的控制器。

所述安全电源单元包括dc12～48v电源。

所述第一检测回路接地gnd；所述第二检测回路接安全电源单元和开关单元。

所述开关单元连接有报警单元，用于在开关单元动作时进行报警。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型的带碰撞检测功能的机器人制样系统，将机器人本体、机械手和导电容器形成等电势，制样机架和容器支撑平台形成等电势，在在机械手夹持容器从起始点转移至容器支撑平台的过程中，当容器触碰制样机架或容器支撑平台时，第一检测回路与第二检测回路连通，开关单元得电发送开关信号停止机器人的动作，避免碰撞的进一步加剧；由于采用电信号传输，在碰撞时即可感知而快速停止机器人，从而提高制样的安全可靠性；同时相对于增加传感器的方式，结构简单且成本低。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

图2为本实用新型实施例的碰撞检测方法流程图。

图中标号表示：101、第一等电势点；102、报警单元；103、机器人本体；104、机械手；105、容器；106、转移轨迹；107、制样机架；108、目标位置；109、支撑平台；110、第二等电势点；111、控制器。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。

如图1和图2所示，本实施例的带碰撞检测功能的机器人制样系统，包括机器人本体103、机械手104和制样单元；机械手104安装于机器人本体103上，用于夹持导电容器105（如不锈钢样盘或样桶等）并进行转移，制样单元包括制样机架107和容器支撑平台109，制样机架107和容器支撑平台109通过连接线（如导线等）相互连接形成等电势的第一检测回路；机器人本体103和机械手104通过机械连接或接触形成等电势的第二检测回路；第一检测回路或第二检测回路中串联有安全电源单元和开关单元；在机械手104夹持容器105从起始点转移至容器支撑平台109的过程中，当容器105触碰制样机架107或支撑平台109时，第一检测回路与第二检测回路连通以使开关单元得电发送开关信号停止机器人的动作。本实用新型的带碰撞检测功能的机器人制样系统，将机器人本体103、机械手104和导电容器105形成等电势，制样机架107和支撑平台109形成等电势，在在机械手104夹持容器105从起始点转移至支撑平台109的过程中，当容器105触碰制样机架107或支撑平台109时，第一检测回路与第二检测回路连通，开关单元得电发送开关信号停止机器人的动作，避免碰撞的进一步加剧；由于采用电信号传输，在碰撞时即可感知而快速停止机器人，从而提高制样的安全可靠性；同时相对于增加传感器的方式，结构简单且成本低。

本实施例中，开关单元包括控制器111（采用机器人制样系统中控制机器人动作的控制器plc），第一检测回路或第二检测回路与控制器111的输入端相连。其中第一检测回路接地gnd，第二检测回路接入plc的输入端，在第一检测回路与第二检测回路接通时，将导通信号发送至plc，plc接收到此信号时，则控制机器人停止动作。由于第一检测回路接地，机器人本体103以及机械手104等均不带电，不会对其它电子部件产生影响，提高整体可靠性。当然，在其它实施例中，开关单元也可以包括继电器（或接触器等）和控制器111（同上所述的plc），第一检测回路接地，继电器的线圈串联于第二检测回路中，继电器的触点与控制器111相连；同样在第一检测回路与第二检测回路接通时，继电器线圈得电，相应的常开触点闭合，将此闭合信号发送至plc。

本实施例中，安全电源单元包括dc12～36v电源，电压低于人体安全电压，安全可靠。另外开关单元连接有报警单元102（如声光报警器），用于在开关单元动作时进行声光报警，提醒工作人员介入处理。

下面结合附图2对本方案中的碰撞检测方法做完整说明：

其中机器人本体103为六轴机器人本体，容器105为金属容器（如不锈钢样盘或样桶等），机器人本体103、机械手104及容器105通过机械连接或者接触形成第一等电势点101，第一等电势点101上接地gnd；其中自动制样机架107和支撑平台109都是机器人容易碰撞的机构，将所有的自动制样机架107及支撑平台109通过接线连接成第二等电势点110；第二等电势点110连接控制器plc）的输入；

当机器人本体103搬运容器105至目标位置108（沿着图2所示虚线的转移轨迹106），如果发生碰撞，第一等电势点101与第二等电势点110形成等电势点，电平信号传送至plc，触发碰撞报警，给机器人发停止信号，机器人收到暂停命令，停止机器人运行，有效避免机械碰撞损伤。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。