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机器人传感器在协作机器人安全交互中的应用.docx
资料介绍
机器人传感器在协作机器人安全交互中的应用
引言
协作机器人突破了传统工业机器人的安全围栏，与人类在同一工作空间内共同完成任务。安全交互是协作机器人最基本也是最重要的功能要求，传感器系统在实现安全交互中扮演着不可替代的角色。力矩传感器检测机器人与人的接触力，接近传感器检测人的接近距离，激光扫描仪构建安全区域，视觉传感器跟踪人的运动轨迹。2026年，ISO/TS 15066协作机器人安全标准对力与压力限制、安全距离、速度限制等参数进行了明确规定，传感器系统是实现这些安全功能的硬件基础。本文系统阐述协作机器人安全交互中的传感器技术、安全功能实现及其应用实践。
安全交互传感器系统
力矩传感器
力矩传感器是协作机器人安全交互的核心传感器，通过检测关节力矩或末端力矩的变化，判断机器人与人是否发生接触。关节力矩传感器集成于机器人关节模组中，实时测量电机输出端或减速器输出端的力矩。当机器人意外碰撞到人时，关节力矩传感器检测到力矩的异常变化，控制系统在数毫秒内响应，停止机器人运动或反向退让，将接触力限制在安全范围内。基于力矩传感器的碰撞检测灵敏度可达1牛级别，远高于基于电机电流的碰撞检测，且不受关节摩擦变化的干扰。在机器人末端执行器中，六维力传感器提供更精确的力测量，检测任意方向的接触力，用于更精细的安全交互控制。
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