工业机器人碰撞检测原理（工业机器人碰撞保护）

随着机器人的应用范围日益扩大，人们对机器人的要求也越来越高，特别是在机器人的安全性能方面。最初开发的机器人只能完成一些简单的重复性任务，不具备人机交互能力。然而，随着技术的发展，简单的装配、打磨、焊接等工艺已经不能满足人们的需求，机器人开始承担越来越复杂的任务。这些任务往往需要工作人员立即干预，如何解决安全的人机交互问题成为至关重要的问题。

与人工作业相比，工业机器人作业具有稳定性高、速度快、精度更高的优点。然而，传统的工业机器人没有配备相应的安全和碰撞检测系统，这会对脆弱的人体造成很大的伤害。因此，为了保证人身安全，控制器需要实时检测机器人与工作人员是否发生碰撞，并采用相应的控制策略来保证碰撞不会伤害工作人员。从这个角度来看，研究人机协作的安全技术具有重要意义，碰撞检测功能已成为机器人不可或缺的一部分。

机器人碰撞检测的四种方法

01.手腕力传感器检测碰撞

该方法可以准确检测手柄末端的碰撞力，但无法检测机器人其他部位的碰撞，因此检测范围有限。一般用于检测握把末端的碰撞力，如磨削力、装配力等。

02.力/扭矩传感器检测碰撞

机器人的每个关节都配备了力/扭矩传感器，可以准确检测外力。但力/扭矩传感器价格昂贵，这种方法成本太高，难以推广。

03. 感应皮肤碰撞检测

该方法用传感皮肤覆盖机器人的整个身体，可以检测任何部位的碰撞。但缺点是布线较复杂，抗干扰能力较差，处理器的计算量大大增加。任何使用外部传感器来检测碰撞或碰撞力的方法都将不可避免地导致系统成本和复杂性的显着增加。

04.电机电流或反馈扭矩检测碰撞

这是一种可以广泛应用于各种工业机器人的解决方案，无需添加额外的传感器，并且检测范围可以覆盖机器人的整个表面。

综上所述，前两种方法都存在不同程度的局限性。第一种方法检测范围有限，第二种方法成本太高，第三种方法接线复杂，第四种方法完美解决了前面的问题。三者各有缺点。做出决定的四种方法。

机器人碰撞检测解决方案

考虑到工业机器人的实际工作场景和性能要求，华诚工业机器人控制器采用的碰撞检测方案是上述第四种方法。建立机器人精确的动态模型，实时跟踪机器人电机反馈的实际扭矩。当机器人发生碰撞时，实际扭矩会发生较大的突变，而模型反映了机器人正常运行时的扭矩表现。因此两者会形成较大的扭矩差，即观察到外力，作为碰撞检测的信号。该方法基于精确的识别模型，可以检测较小的碰撞力，并且具有较宽的灵敏度调节范围。不仅提高了人机交互的安全性和机器人本身的安全性，还在一定程度上提高了机器人的耐用性，延长了其使用寿命。

机器人防碰撞控制策略

1、机器人发生碰撞后立即停止运行，进入安全状态后继续运行；

2、机器人发生碰撞后，立即向相反方向反弹一小段距离；

3. 机器人进入仅补偿重力的拖动示教模式。

以上三种方法可以保证人机交互或者机器人的安全。客户可以根据自己的需求设置相应的控制策略！