一种机器人的制动控制方法、控制装置、设备及存储介质与流程

1.本发明涉及控制机器人运作的技术领域，尤其涉及一种机器人的制动控制方法、装置、设备及存储介质。


背景技术：

2.机器人被广泛应用于工业生产之后，若对机器人的操作不规范以及在操控机器人时不够专注，容易造成伤人事件，机器人由于其扭矩大的特点被用于多数大型器具的生产中，因此在造成伤害事件时亦会导致较为严重的后果。
3.即便已经在出现了众多安全条款及机械限位和软件限位的防范措施之下，而这类机器人在运作时，部分工作人员若过于靠近时，需要其它工作人员亲手按下紧停开关，才能立刻控制机器人停止运作，因此在部分拥挤的生产环境中更容易出现意外。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术方案的不足，本发明实施例提供了一种机器人的制动控制方法、装置、设备及存储介质,旨在解决现有技术方法中应用于机器人的在运作过程中，存在有难以保证所有工作人员的安全问题。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
6.第一方面，本发明实施例提供了一种机器人的制动控制方法，所述制动控制方法应用在机器人的控制器中，所述机器人包括机器本体和传感器，所述控制器同时与机器本体及传感器建立控制连接，所述制动控制方法包括：
7.若接收到来自机器本体发送的启动信号时，则向传感器发送启动运作指令；
8.接收来自传感器所发送的监测信息，判断所述监测信息对应的目标监测值是否满足预设的监测条件；
9.若监测信息对应的目标监测值不是满足预设的监测条件，则向机器本体发送出紧急制动指令。
10.第二方面，本发明实施例又提供了一种机器人的控制装置，所述控制装置配置于机器人的控制器中，所述机器人包括机器本体和传感器，所述控制器同时与机器本体及传感器建立控制连接，所述控制装置包括：
11.第一传输模块，用于若接收到来自机器本体发送的启动信号时，则向传感器发送启动运作指令；
12.判断模块，用于接收来自传感器所发送的监测信息，判断所述监测信息对应的目标监测值是否满足预设的监测条件；
13.第二传输模块，用于若监测信息对应的目标监测值不是满足预设的监测条件，则向机器本体发送出紧急制动指令。
14.第三方面，本发明实施例还提供了一种机器人的设备，所述控制设备包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器、通信接口、存储器通过通信总线完成相互间的
通信；
15.存储器，用于存放计算机程序；
16.处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现第一方面任一项所述的机器人的制动控制方法的步骤。
17.第四方面，本发明实施例又再次一种计算机可读存储的介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如第一方面中任一项所述的机器人的制动控制方法的步骤。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
19.当启动机器人运作时，就开始监测在警界范围内是否出现工作人员或障碍物，若出现工作人员或障碍物则立刻控制机器人停止进一步运作，防止机器人与工作人员或障碍物之间发生碰撞。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是本发明实施例的机器人的制动控制方法的一种流程示意图。
22.图2是本发明实施例的机器人的制动控制方法的一种应用场景示意图。
23.图3是本发明实施例的机器人的控制装置的方框示意图。
24.图4是本发明实施例的机器人的设备的方框示意图。
25.附图标识
26.10、机器本体；11、控制器。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
29.还应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
30.还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
31.为了解决现有技术中应用于机器人所存在的在众多安全条款及机械限位和软件限位的防范措施之下，难以保证所有工作人员的安全的技术问题，本发明实施例提供了一种机器人的制动控制方法，根据附图1和附图2所示，附图1是机器人的制动控制方法的流出
示意图，附图2是机器人的制动控制方法的应用场景示意图。制动控制方法应用在机器人的控制器11中，例如，该机器人的制动控制方法通过安装于控制器11中的应用软件或控制程序进行执行相关工序。该机器人还包括机器本体10和传感器，控制器11同时与机器本体10及传感器建立控制连接，例如，控制器11通过无线信号传输器或有线信号传输器与机器本体10及传感器建立无线传输连接，控制器11即是机器人中用于对各单元模块进行控制的元器件，如机器人中的控制器11内设置有mcu芯片的控制电路板和无线信号传输器(有线信号传输器)，用于向机器本体10和传感器发送出各种控制指令。
32.下面详细阐述本发明实施例所提供的机器人的制动控制方法的具体实施过程。如图1所示，该制动控制方法具体包括的步骤s110～s130。
33.s110、若接收到来自机器本体10发送的启动信号时，则向传感器发送启动运作指令。
34.具体地，当工作人员启动机器本体10后，机器本体10将会向控制器11发送出机器本体10已经被启动的信息，这时的控制器11就会根据接收获得机器本体10所发送的启动信息后，启动各个传感器进入运作状态，也即是向每个传感器发送出启动运作指令，由各个传感器朝向不同的方向发射出红外感应线，用于监测在一定的范围内是否出现其它的工作人员或者障碍物等，若在这个范围内出现了工作人员或者障碍物，即可控制机器本体10进入紧急制动状态，从而保护其它的工作人员以及机器本体10免受伤害。
35.例如，启动机器本体10，使得机器本体10的机械臂在不断的摆动过程，以完成对各个工件的生产工序时，由机器本体10向控制器11发送出机器本体10已经被启动的信息，当控制器11接收到该启动的信息后，则启动机器本体10上的每个传感器，通过每个传感器所发射出朝向不同方向的红外传感线，由于机器本体10的机械臂在运作时不断的移动，因此通过各个传感器所发射的红外传感线监测到工作人员或者障碍物的信息，反馈给控制器11中，由控制器11判断该范围内的工作人员或者障碍物是否会与机器本体10的机械臂发生碰撞的情况，若工作人员或者障碍物是否会与机器本体10的机械臂相距的距离较小，容易发生碰撞时，则由控制器11控制机器本体10进入紧急制动状态。机器本体10在运作的过程中，每个传感器也会同步一起运作。
36.另外，本发明实施例的每个传感器均设置在机器本体10的机械臂上的各个部位中，具体是设置在该机器本体10的机械臂在运作过程时，容易与工作人员或者障碍物发生碰撞的部位，因此当机器本体10的机械臂在移动时，各个传感器也跟随一起移动，并在移动的过程中监测各个范围内是否出现工作人员或者障碍物。
37.s120、接收来自传感器所发送的监测信息，判断监测信息对应的目标监测值是否满足预设的监测条件。
38.具体地，由控制器11负责接收通过传感器所发送的监测信息，监测信息中包含了监测有出现工作人员或者障碍物的信息，或者是未监测有出现工作人员或者障碍物的信息，并根据该监测信息进行判断，判断该监测信息对应的目标监测值是否满足预设的监测条件，而目标检测值具体指的是机器本体10的机械臂与工作人员或者障碍物实际所相距的距离值，根据获得的监测信息对应的目标监测值进行判断，判断该目标检测值是否满足于预先设定的检测条件，也即是对工作人员或者障碍物与机器本体10的机械臂相距的距离值进行判断，若工作人员或者障碍物与机器本体10的机械臂相距的距离较为近，影响到工作
人员和机器本体10的安全问题时，则控制机器本体10进入紧急制动状态。
39.例如，当机器本体10处于运作状态，机器本体10上的机械臂不断的移动，这时的传感器不断的发射出红外感应线进行监测，若有工作人员靠近机器本体10的方向移动时，通过传感器所监测到机器本体10与该工作人员的相距实际距离的监测信息，并将该监测信息发送到控制器11当中，由控制器11根据该监测信息进行判断，判断该监测信息中的机器本体10与该工作人员的相距实际距离是否过于靠近，也即是该工作人员所处于的位置与不断移动中的机械臂是否容易发生碰撞的情况，若确定未达到即将容易发生碰撞的实际距离，则控制机器本体10进入紧急制动状态，从而防止工作人员受到伤害。
40.另外，本发明实施例的检测条件可以根据实际情况进行设定，也即是可以设定机器本体10与该工作人员的相距的安全距离值，为了确保百分百的安全性，可以增大机器本体10与该工作人员的安全距离值，例如设定在5米内，若机器本体10与该工作人员相距的距离位于5米范围外，即可确定判断结果为该监测信息对应的目标监测值是满足预设的监测条件。
41.s130、若监测信息对应的目标监测值不是满足预设的监测条件，则向机器本体10发送出紧急制动指令。
42.具体地，通过传感器发射出的红外传感线，并根据所监测得到的监测信息反馈发送到控制器11当中，由这时的控制器11对该监测信息进行判断，获得的判断结果为监测信息对应的目标监测值不是满足预设的监测条件时，即可确定机器本体10的机械臂与工作人员或者障碍物所相距的距离过于靠近，接着立刻向机器本体10发送紧急制动指令，控制机器本体10立刻停止运作以及机器本体10上的机械臂立刻停止移动，防止机器本体10上的机械臂在移动的过程中，与工作人员或者障碍物发生碰撞。
43.例如，预设的监测条件为5米范围的安全距离值，这时的工作人员靠近机器本体10的方向移动时，机器本体10上的传感器对工作人员与机器本体10之间的距离进行监测，若工作人员已经进入5米范围的安全距离值时，控制器11即可确定该监测信息对应的目标监测值不是满足预设的监测条件，接着立刻向机器本体10发送出紧急制动指令，控制整个机器本体10停止运作；反之，若工作人员与机器本体10相距的距离为6米，并没有进入5米范围的安全距离值时，控制器11即可确定该监测信息对应的目标监测值是满足预设的监测条件，接着机器本体10继续运作。
44.在一具体的实施例中，步骤s120、判断监测信息对应的目标监测值是否满足预设的监测条件之前，还包括的步骤：
45.计算监测信息的高电平信号的距离值，作为对应的目标监测值。
46.具体地，根据获得的监测信息，在判断该监测信息所对应的目标监测值是否满足监测条件之前，需要计算得到监测信息中的高电平信号，获取高电平信号的结束时间即是为机器本体10与工作人员或者障碍物之间相距的实际距离，也即是当传感器启动后，则向各个方向投射出红外传感线，若工作人员或者障碍物与机器本体10相距的距离较短，导致红外传感线监测到障碍物或工作人员时，则开始计算时间，该监测信息反馈发送到控制器11后即可结束计算时间，接着即可得到高电平信号的距离值，在这个过程中所需要耗费的时间即是为工作人员或者障碍物之间相距的实际距离，然后以这个工作人员或者障碍物之间相距的实际距离(高电平信号的距离值)作为本发明是送了对应的目标监测值。
47.例如，机械臂上的传感器在启动后，向各个方向发射出红外传感线，若工作人员与机器本体10相距的距离为4.5米时，也即是位于监测条件为5米范围的安全距离值的范围内，这时的传感器即可监测到工作人员处于位于这个范围内时，接着控制器11通过传感器在监测到工作人员需要返回的监测信息时即可开始计算时间，直到控制器11接收获得该监测信息的反馈时，即可结束计算时间，完成该过程中后就能得到高电平信号的距离值，也即是计算获得工作人员与机器本体10相距的距离为4.5米，然后将该信息作为对应的目标监测值。
48.在一具体的实施例中，步骤计算监测信息的高电平信号的距离值，作为对应的目标监测值，包括的步骤：
49.根据高电平信息的第一时长信息与预设的运算数值进行因数计算，以得到高电平信号的第二时长信息，第一时长信息为高电平信号在监测信息中的持续时长。
50.具体地，根据计算获得的监测信息中的高电平信号，传感器向各个方向投射出红外传感线，若工作人员或者障碍物与机器本体10相距的距离较短，导致红外传感线监测到障碍物或工作人员时，则开始计算时间，该监测信息反馈发送到控制器11后即可结束计算时间，这时获得的是高电平信息的第一时长信息，由于需要对高电平信息的第一时长信息的数值进行调整，因此需要将高电平信息的第一时长信息与预设的运算数值进行因数计算，从而得到高电平信号的第二时长信息，也即是获得高电平信息的第一时长信息后，将该第一时长信息除以预设的运算数值后，即可得到高电平信号的第二时长信息。
51.例如，部分工作人员或者障碍物靠向于机器本体10的方向移动，并与机器本体10相距的距离具体为4.5米时，通过传感器发射出红外传感线后，若监测到障碍物或工作人员时，则开始计算时间，接着将这部分监测信息反馈发送到控制器11后，即可停止计算时间，以得到45000us的高电平信息的第一时长信息，接着将高电平信息的第一时长信息与预设的运算数值进行因数计算，也即是将为45000us的高电平信息的第一时长信息除以预设的运算数值为10，根据计算结果获得了高电平信号的第二时长信息为4500的数值。
52.计算公式为高电平信号的第一时长信息(us)/10＝高电平信号的第二时长信息。
53.另外，本发明实施例的预设的运算数值可以根据实际情况进行设定，以对高电平信号的第一时长信息进行合适的数值调整。
54.根据预设的距离配置表筛选出与高电平信号的第二时长信息所对应的距离值。
55.具体地，该距离配置表中包含了多个距离值，每个距离值分别对应一个高电平信号的第二时长信息，因此根据获得的高电平信号的第二时长信息，即可从该距离配置表中筛选出与该高电平信号的第二时长信息所对应的距离值，从而确定机器本体10与障碍物或工作人员之间的实际距离。
56.例如，工作人员或者障碍物靠向于机器本体10的方向移动，这时获得的高电平信息的第一时长信息为45000us，接着经过因数计算后，获得了高电平信号的第二时长信息为4500的数值，根据该高电平信号的第二时长信息为4500的数值从距离配置表中筛选出对应的距离值，高电平信号的第二时长信息为4500所对应的距离值为4500mm，也即是工作人员或者障碍物与机器本体10相距的距离为4500mm，然后获得的判断结果为监测信息对应的目标监测值不是满足预设的监测条件，则向机器本体10发送出紧急制动指令。两者的超过设定的安全距离，无法让机器本体10继续正常工作，控制器11来控制整个机器本体10的行为
或者是直接制动机器人停止工作。
57.在一具体的实施例中，计算监测信息中高电平信号的距离值，作为对应的目标监测值之前，还包括的步骤：
58.对接收到的监测信息进行类型转换，以得到电荷信号。
59.具体地，由于每次接收获得的监测信息都需要通过传感器所发射的红外传感线进行监测，当传感器发射的红外传感线监测到工作人员或者障碍物时，则将接收到的红外传感线的类型进行转换，具体是转换成电荷信号，而本发明实施例的传感器为双探测元结构的类型，因此在vcc电源端和输出端out使用了电容和电阻来稳定工作电压，并在检测到障碍物或工作人员之后，再对电荷信号进行放大。
60.将电荷信号的信号值进行放大处理，以得到高电平信号。
61.具体地，根据获得的电荷信号需对该信号进行放大处理，具体可以通过提高输入阻抗的方式，由于将耦合功率降低，而且输入电容小，将电压放大倍数小于1，并作输入级以提高输入阻抗，使得阻抗变化用于放大电荷信号的信号值。
62.另外，本发明实施例的红外传感器具体为at89c51型号控制sn913-f型的红外传感器即可实现监测功能，因此可以兼容各型号单片机及红外传感器设计。该红外传感器属于被动型传感器，依靠探测人体或障碍物所发射的红外线进行工作。在传感器运作时采用txd接受信号，实时监测工作人员或障碍物是否存在处于警界范围内，若监测到如人体或物体时，红外探头会将接收到的红外传感线转换成电荷信号。
63.在一具体的实施例中，步骤s120、接收来自传感器所发送的监测信息，包括的步骤：
64.从预设的时间配置表中获取包含延迟时间值的接收时间段。
65.由于机器本体10在运作的过程中会产生晃动的状况，为了防止机器本体10发生晃动时所产生的误差，因此需要在监测到电荷信号的输入之前，延迟一定的时间，因此从预设的时间配置表中获取需要延迟监测到电荷信号的输入之前的接收时间段，而时间配置表中具有了多个包含了不同延迟时间值的接收时间段，可根据实际需求从该时间配置表中筛选出合适的接收时间段，接着传感器就会在监测到电荷信号的输入之前，按照该被筛选出的接收时间段，延迟这段时间后才能得到电荷信号的输入。
66.经过接收时间段后，接收来自传感器所发送的监测信息。
67.具体地，当确定并筛选出包含延迟时间值的合适的接收时间段后，经过该接收时间段后，也即是延迟这段接收时间段后才可接收来自传感器所发送的监测信息。
68.例如，从预设的时间配置表中获取多个包含延迟时间值的接收时间段时，筛选出为0.1s的接收时间段，接着经过0.1s的接收时间段后，才接收来自传感器所发送的监测信息。
69.在一具体的实施例中，步骤120、判断监测信息对应的目标监测值是否满足预设的监测条件之前，还包括的步骤：
70.从预设的警界范围配置表中获取包含警戒范围距离值的监测条件。
71.具体地，监测条件具体为判断障碍物或工作人员是否位于警戒范围距离值内，由于不同类型的机器人，该体积也是同样不相同，部分机器人的体积会更大，因此需要根据不同体积大小的机器人，将监测条件进行合适的调整，也即是需要将范围距离值调整在警界
范围值，确保机器本体10在运作时与工作人员或障碍物发生碰撞之前，立刻停止运作，因此需从警界范围配置表获取合适的监测条件，机器本体10在后续的运作时，判断获得的监测信息所对应的目标监测值是否满足预设的监测条件。
72.例如，某个机器人的整体体型较大时，5米的警戒范围距离值的监测条件也容易造成机器本体10与工作人员或障碍物发生碰撞，因此可从警界范围配置表中获取包含警戒范围距离值的监测条件，并筛选出为6米警戒范围距离值的监测条件，只要在该范围内没有踏进工作人员或障碍物，则获得判断结果为监测信息对应的目标监测值是满足该监测条件。
73.在一具体的实施中，步骤s120、判断监测信息对应的目标监测值是否满足预设的监测条件之后，还包括的步骤：
74.若监测信息满足监测条件，则重返执行接收来自传感器所发送的监测信息，判断监测信息是否满足监测条件的步骤。
75.具体地，若每次根据获得的监测信息进行判断，获得的判断结果均为监测信息对应的目标监测值是否满足预设的监测条件，则不断循环执行接收来自传感器所发送的监测信息，接着根据该监测信息进行判断，是否满足预设的监测条件的步骤。
76.综合上述，通过本发明实施例的机器人的制动控制方法，实现了机器人在运作时，监测在警界范围内是否出现工作人员或障碍物，若出现工作人员或障碍物则立刻控制机器人停止进一步运作，防止机器人与人或障碍物之间发生碰撞。
77.另外，与上述一种机器人的制动控制方法所相对应，本发明实施例还提供了一种机器人的控制装置100，控制装置100配置于机器人的控制器11中，机器人包括机器本体10和传感器，控制器11同时与机器本体10及传感器建立控制连接。根据附图3所示，控制装置具体包括：
78.第一传输模块110，用于若接收到来自机器本体10发送的启动信号时，则向传感器发送启动运作指令；
79.判断模块120，用于接收来自传感器所发送的监测信息，判断所述监测信息对应的目标监测值是否满足预设的监测条件；
80.第二传输模块130，用于若监测信息对应的目标监测值不是满足预设的监测条件，则向机器本体10发送出紧急制动指令。
81.通过本发明实施例所提供的一种机器人的控制装置100，实现了机器人在运作时，监测在警界范围内是否出现工作人员或障碍物，若出现工作人员或障碍物则立刻控制机器人停止进一步运作，防止机器人与人或障碍物之间发生碰撞。
82.本发明实施例再提供了一种机器人的设备，根据附图4所示，该设备10包括处理器401、通信接口402、存储器403和通信总线404；其中，处理器401，通信接口402，存储器403通过通信总线404完成相互间的通信；存储器403，用于存放计算机程序；在本发明的一个实施例中，处理器401，用于执行存储器403上所存放的程序时，执行前述任意一个方法发明实施例所提供的机器人的制动控制方法的步骤。
83.本发明实施例还提供了一种计算机可读存储的介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述任意一个方法实施例提供的机器人的制动控制方法的步骤。
84.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一
个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
85.以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。