单向力传感器构成的测力底座在机器人碰撞检测中的应用

Application of Force Measuring Base Composed of Unidirectional Force Sensors in Robot Collision Detection

为保证操作者在人与机器人协作时的安全,设计了一种基于单向力传感器的碰撞检测底座,使协作机器人快速识别碰撞并做出反应。首先,采用DH参数法建立了机器人的正运动学模型,并据此推导出底座传感器所测单向力与碰撞力之间的映射关系。其次,通过分析机器人碰撞时的受力情况,利用单向力传感器设计了用于六轴机器人碰撞检测的测力底座。此外,使用ADAMS和MATLAB对机器人底座传感器的受力进行联合仿真分析。最后,根据碰撞仿真结果提出了4种碰撞判据,并从中选取灵敏度最高的那组作为机器人测力底座检测碰撞是否发生的依据。分析并验证了基于机器人底座所受单向力的变化来检测碰撞的可行性,根据碰撞仿真结果优化出灵敏度最高的碰撞判据,为优化机器人的碰撞检测提供了重要参考。