[发明专利]一种机械臂的碰撞检测方法

说明书

本发明公开了一种机械臂的碰撞检测方法，包括以下步骤：S101：建立组件的胶囊体模型；S102：以胶囊体模型为基础，建立长方体；S103：根据建立胶囊体模型的方法，建立完整的预测模型；S104：获取预测模型与碰撞物的三视图。本申请根据机械臂各个组件的外形建立基本的预判模型，再根据各个机械臂组件关节运动方向、机械臂完全停止所需的制动时间与基本的预判模型建立完整的碰撞预判模型，实时检测三视图下的碰撞预判模型和碰撞物的平行投影是否都有相交情况，如果为真，则认为此机械臂组件与碰撞物有碰撞的可能，当停止机械臂的运行，能够对机械臂碰撞事件进行预测，并会预留机械臂完全停止运行的时间。降低机械臂的碰撞率。

技术领域

本发明涉及机械臂检测技术领域，尤其涉及一种机械臂的碰撞检测方法。

背景技术

随着科技的进步，机器人技术逐渐成熟并被广泛应用。机器人通常包括主操 作台及从操作设备，主操作台包括手柄，操作人员通过操作手柄向从操作设备发 送控制命令；从操作设备包括机械臂，机械臂远端具有操作臂，操作臂具有末端 器械。由于机器人通常具有多个机械臂，在操作过程中可以根据分工不同在不同 的机械臂上安装不同的操作器械，如手术刀、手术剪、内窥镜、喷头、电焊等。

当下，现代工业化生产效率高，机械臂越来越多的应用到工业生产之中，目 前机械臂售价较高，如果机械臂受到损坏，将会给企业带来巨大的损失。除此之 外，节约经济、人力、时间成本对企业或其他组织而言十分重要，但在使用机械 臂来进行实验或测试时，往往会因为技术员的操作不当或机械臂器件老化，导致 机械臂发生碰撞损坏，造成资源浪费和成本的增加。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决上述问题，而提出的一种机械臂的碰撞检测方 法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种机械臂的碰撞检测方法，包括以下步骤：

S101：建立组件的胶囊体模型；

S102：以胶囊体模型为基础，建立长方体；

S103：根据建立胶囊体模型的方法，建立完整的预测模型；

S104：获取预测模型与碰撞物的三视图；

S105：判断各视图中两种平面是否都相交；

S106、S108：根据各视图两平面是否都相交的判断来确定预判模型与碰撞体 是否有交点；

判断成立，认为该组件与碰撞物有碰撞风险，进行S107：机械臂停止；

判断不成立，认为该组件与碰撞物无碰撞风险，进行S109：机械臂继续运行。

优选地，所述步骤S103中的预测模型包括以机械臂组件为基础建立的基础 预测模型，和以组件角速度方向、角速度、预判时间为基础建立的预测范围。

优选地，所述步骤S104中获取预测模型与碰撞物的三视图，具体步骤为：

首先设置一个平行于预判模型的中的扇形面的平面为主视图投影平面，其次 设置一个平行于处于初始位置的胶囊体的轴线并与主视图平面垂直的侧视图平 面，最后设置一个满足与主视图平面和侧视图平面两两垂直的俯视图平面。

将预判模型与碰撞物投影至三个平面，且投影方式皆为平行投影，分别获取 这三个视图面上的预判模型与碰撞物的投影。

优选地，所述S106、S108中根据各视图两平面是否都相交的判断来确定预 判模型与碰撞体是否有交点，具体包括以下步骤：

S201：选择其中一个未进行相交测试的视图平面；

S202：将预测模型和碰撞体模型投影至此平面上；