工业机器人技术解密之碰撞检测

随着工业机器人技术的进步，其应用场景不断拓展，人们对于机器人安全性能的要求也日益提高。早期的机器人只能完成简单的重复任务，缺乏人机交互能力。如今，随着智能化的发展，机器人已被赋予了执行更复杂任务的能力，如喷涂、装配、钻孔等。这也带来了人机交互中的安全问题。

为确保机器人与人员能够安全互动，碰撞检测技术的研发变得至关重要。传统的机器人并未配备完善的安全和碰撞检测系统，通常依赖物理防护栏来隔离运行中的机器人与人员，从而达到安全运行的目的。

随着技术的进步和机器人任务的复杂化，这种方法已无法满足现实需求。现代机器人需要通过控制器实时检测与人员之间是否存在碰撞风险，并采取相应的控制策略确保人员安全。目前，常见的碰撞检测方法主要包括使用外部传感器和机器人自身传感器。

外部传感器检测方法包括使用腕力传感器和感知皮肤等。虽然这些方法可以在一定程度上实现碰撞检测，但它们都存在明显的缺点。例如，腕力传感器检测范围受限，主要应用于手抓末端碰撞力的检测；而感知皮肤布线复杂、抗干扰能力差且会增加处理器的运算量。这两种方法在实际应用中存在一定的局限性。

相比之下，利用电机的电流或反馈的力矩来实现碰撞检测是一种具有广泛应用前景的方法。该方法无需额外添加传感器，能够覆盖机器人的整个表面，且具有较高的准确性和可靠性。广州启帆工业机器人有限公司便采用了这种先进的碰撞检测技术。

该技术通过驱动读取机器人各关节的位置、速度和加速度等参数，并基于逆动力学算法计算电机所需的力矩。当实际力矩值与理论力矩值出现较大偏差并超过设定的临界值时，即可判断机器人是否遇到障碍或发生碰撞。这种碰撞触发式的检测技术确保了机器人在无人看管的情况下仍能够长时间持续运转，大大提高了人机交互的安全性和机器人本身的安全性。

该技术还提高了机器人的耐用度，延长了其使用寿命。在保障安全的前提下，这一技术的发展将进一步推动工业机器人的广泛应用，为工业自动化带来更大的便利和效益。随着技术的不断进步，工业机器人正朝着更加智能、安全的方向发展，为工业自动化领域的未来发展奠定了坚实基础。