连杆结构和机器人的制作方法

1.本发明涉及一种协作机器人领域，具体而言，涉及一种连杆结构和机器人。


背景技术：

2.目前，现有技术中的协作机器人关节模组之间通常采用连杆进行连接，可以实现复杂的任务和灵活的动作，由于协作机器人有多个关节，多个的关节之间分别有连杆连接，这些连杆可以与关节可以灵活的旋转和多样化的操作运动。由于连杆数量多且复杂为了减轻连杆自身重量，连杆一般设计为薄壁中空筒体结构，但是会降低连杆的结构强度。
3.然而，当协作机器人在运动过程中与外部障碍物发生碰撞时，连杆容易发生损坏，且协作机器人不能及时检测碰撞，从而控制协作机器人停止运动，以防止协作机器人进一步受损。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种连杆结构和机器人，以解决现有技术中的协作机器人的连杆容易损坏的问题。
5.为了实现上述目的，根据本发明的第一个方面，提供了一种连杆结构，包括连杆筒体和检测模块；检测模块包括防护层和压力传感部件，防护层设置在连杆筒体的外表面上，压力传感部件设置在防护层的内侧或嵌设在防护层上，以根据压力传感部件的检测结果判断连杆结构是否受到障碍物的碰撞。
6.进一步地，压力传感部件为压敏电阻，在防护层的外表面与障碍物发生碰撞时，压敏电阻的阻值发生变化，以根据压敏电阻的阻值的变化量判断连杆结构是否受到碰撞。
7.进一步地，压力传感部件为多个，多个压力传感部件相间隔地设置。
8.进一步地，多个压力传感部件分为多组，各组压力传感部件均包括多个压力传感部件，各组压力传感部件中的多个压力传感部件沿连杆筒体的轴向间隔分布；多组压力传感部件沿连杆筒体的周向分布。
9.进一步地，防护层包括多个独立设置的防护块，多个防护块与多个压力传感部件一一对应地设置，各个压力传感部件设置在相应的防护块上。
10.进一步地，防护层由柔性材料制成；和/或防护层为弧形板或筒体，防护层环绕连杆筒体设置。
11.进一步地，防护层与连杆筒体的外表面粘接；或者连杆结构包括捆绑件，捆绑件捆绑在防护层的外侧，以将防护层固定在连杆筒体。
12.进一步地，防护层与压力传感部件为一体结构；或者防护层上设置有安装槽，压力传感部件可拆卸地安装在安装槽内。
13.进一步地，连杆结构还包括：放大模块，放大模块与压力传感部件连接，以通过放大模块对压力传感部件的检测结果进行处理；判断模块和反馈回路，判断模块通过反馈回路与放大模块连接，以使放大模块将处理结果通过反馈回路传输至判断模块，以使判断模
块根据处理结果判断连杆结构是否与障碍物发生碰撞。
14.根据本发明的第二个方面，提供了一种机器人，包括连杆结构和关节结构，连杆结构与关节结构连接，连杆结构为上述的连杆结构。
15.应用本发明的技术方案，为了提高机器人的连杆结构的防护性能，在连杆筒体的外表面上设置有检测模块，检测模块包括防护层和压力传感部件，压力传感部件设置在防护层的内侧或嵌设在防护层上，这样设置，当连杆结构与障碍物发生碰撞时能够根据检测模块的压力传感部件的检测结果判断连杆结构是否受到碰撞，从而向机器人的控制系统反馈信号，以及时控制机器人停止运作，从而防止连杆结构受到的损害进一步加深，以达到保护机器人的连杆避免持续受到损伤的目的，以解决现有技术中的协作机器人的连杆容易损坏的问题。
附图说明
16.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
17.图1示出了根据本发明的机器人的实施例的结构示意图；
18.图2示出了根据本发明的机器人的实施例的连杆结构和障碍物碰撞的示意图；
19.图3示出了根据本发明的机器人的实施例的检测回路示意图；以及
20.图4示出了根据本发明的连杆结构的实施例的检测模块的结构示意图。
21.其中，上述附图包括以下附图标记：
22.1、连杆筒体；10、检测模块；11、防护层；12、压力传感部件；20、障碍物；30、放大模块；40、反馈回路；50、判断模块；60、控制部件。
具体实施方式
23.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
24.如图1至图4所示，应用本发明的技术方案，本发明提供了一种连杆结构，包括连杆筒体1和检测模块10；检测模块10包括防护层11和压力传感部件12，防护层11设置在连杆筒体1的外表面上，压力传感部件12设置在防护层11的内侧或嵌设在防护层11上，以根据压力传感部件12的检测结果判断连杆结构是否受到障碍物20的碰撞；这样设置，可以通过设置在连杆筒体1外表面上的检测模块10在连杆结构与障碍物20发生碰撞时，检测模块10的压力传感部件12会出现检测结果，以根据得出的检测结果可以判断连杆结构是否与障碍物20之间发生碰撞，进而以防止连杆结构受到的进一步的损坏，以达到保护协作机器人的连杆避免持续受到损伤的目的，以解决现有技术中的协作机器人的连杆容易损坏的问题。
25.具体地，压力传感部件12为压敏电阻，在防护层11的外表面与障碍物20发生碰撞时，压敏电阻的阻值发生变化，以根据压敏电阻的阻值的变化量判断连杆结构是否受到碰撞；这样设置，在连杆结构与障碍物20发生碰撞时，防护层11和压力电阻会受到障碍物20的挤压，此时，压敏电阻的阻值会发生变化，压敏电阻的阻值变化量则为检测结果，进而以根据压敏电阻的阻值变化量来判断连杆结构是否与障碍物20之间发生碰撞。
26.需要说明的是，压力传感部件12为多个，多个压力传感部件12相间隔地设置；这
样，可以通过多个压力传感部件12同时设置在防护层11内，在连杆结构与障碍物20发生碰撞时，多个压力传感部件12的阻值会同时发生变化，且多个压力传感部件12间隔地设置防护层11内，以使连杆结构的的外表面上均设置有压力传感部件12，以防止连杆结构在发生碰撞后，还会进一步的受损。
27.为了使位于连杆筒体1上的防护层11的各处均设置有压力传感部件12，多个压力传感部件分为多组，各组压力传感部件均包括多个压力传感部件，各组压力传感部件中的多个压力传感部件沿连杆筒体1的轴向间隔分布；多组压力传感部件沿连杆筒体1的周向分布；如此设置，通过将多个压力传感部件12分为多组，各组压力传感部件12中的多个压力传感部件12分别沿连杆筒体1的轴向和轴向间隔分布，进而使连杆筒体1的外表面上均设置有压力传感部件12，以便于在连杆结构与障碍物20碰撞时，多个压力传感部件12可以精准的检测连杆结构是否受到碰撞。
28.为了便于多个压力传感部件12设置在防护层11上，防护层11包括多个独立设置的防护块，多个防护块与多个压力传感部件一一对应地设置，各个压力传感部件设置在相应的防护块上；这样设置，通过将防护层11分为多个防护块，各个压力传感部件12依次对应地设置在各个防护块里，从而通过多个设置在不同位置的压力传感部件12精准地检测连杆结构是否与障碍物20发生碰撞，以防止连杆结构在发生碰撞后，连杆结构的损坏会进一步地加深。
29.具体地，防护层11由柔性材料制成；比如，防护层11可以为橡胶制成，在连杆结构与障碍物20发生碰撞的时候，柔性材料会被挤压出现凹陷，此时，设置在防护层11内的多个压力传感部件12的阻值会发较大变化，从而以根据阻值的变化量来判断连杆结构是否与障碍物20之间发生碰撞。
30.可选地，如图1所示，防护层11为弧形板或筒体，防护层11环绕连杆筒体1设置；这样，可以通过将弧形板或筒体的防护层11设置在连杆筒体1上，进而以实现防护层11与连杆筒体1之间的紧密连接，以通过弧形板或筒体的防护层11和压力传感部件12可以对连杆结构进行精准防护和检测，从而可以实现连杆结构与障碍物20在发生碰撞时，可以减小连杆结构的损坏和进一步的损坏。
31.为了实现防护层11与连杆筒体1之间的连接，防护层11与连杆筒体1的外表面粘接；这样，可以通过防护层11与连杆筒体1之间的精密连接，从而以使防护层11和压力传感部件12更好地防护连杆结构和检测连杆结构是否发生碰撞。
32.可选地，连杆结构包括捆绑件，捆绑件捆绑在防护层11的外侧，以将防护层11固定在连杆筒体1；这样设置，可以通过多个捆绑件将防护层11固定在连杆筒体1的外表面上，从而使防护层11和压力传感部件12更好地对连杆结构进行防护和检测连杆结构是否有受到碰撞。
33.具体地，防护层11与压力传感部件12为一体结构；这样，在连杆结构与障碍物20之间发生碰撞时，障碍物20先与防护层11接触，并挤压防护层11，同时，压力传感部件12在防护层11受到挤压的时候，压力传感部件12的阻值发生较大变化，进而实现对连杆结构的防护和检测，从而使连杆结构在与障碍物20发生碰撞时，可以防止连杆结构进一步损伤。
34.可选地，防护层11上设置有安装槽，压力传感部件12可拆卸地安装在安装槽内；这样，多个压力传感部件12可以拆卸地设置在防护层11内，以便于检测模块10在连杆结构与
障碍物20发生碰撞的时候，更好地检测连杆结构是否有受到碰撞。
35.另外，连杆结构还包括：放大模块30，放大模块30与压力传感部件12连接，以通过放大模块30对压力传感部件12的检测结果进行处理；判断模块50和反馈回路40，判断模块50通过反馈回路40与放大模块30连接，以使放大模块30将处理结果通过反馈回路40传输至判断模块50，以使判断模块50根据处理结果判断连杆结构是否与障碍物20发生碰撞。
36.本发明还提供了一种机器人，包括连杆结构和关节结构，连杆结构与关节结构连接，连杆结构为上述内容中所提及的连杆结构。
37.为了使检测模块10的检测结果传递至机器人控制器，在连杆结构上还设置有放大模块30，放大模块30与检测模块10连接，在连杆结构与障碍物20发生碰撞时，检测模块10内的压敏电阻的阻值发生变化，所产生的阻值变化量传递至放大模块30，经放大模块30处理后将阻值变化量以更加精准的结果通过反馈回路40传递给判断模块50，判断模块50读取阻值变化量，且判断模块50内设有固定阀值，进而通过由判断模块50读取压敏电阻的阻值变化量与设置的固定阀值之间进行对比分析，从而判断连杆结构是否受到障碍物20的撞击，如果压敏电阻的阻值变化量较大，且超出判断模块50设定的固定阀值，此时，判断模块50向机器人的控制部件60输出ng信号，机器人控制部件60接受到ng信号后就会控制机器人停止运动，同时发布报警指示，以便于提醒工作人员；而机器人在正常运动时，连杆结构在进行加减速运动的时候，可能会使检测模块10的防护层11发生微量形变，此时，压敏电阻产生的阻值变化量较小，不会超出判断模块50所设定的固定阀值，此时，判断模块50不会向机器人控制部件60输出信号，机器人能够按照正常设定程序继续运行；因此，可以通过检测模块10、放大模块30和判断模块50之间的相互配合，即可实现对连杆结构在与障碍物20碰撞时，对其及时进行碰撞检测，以防止连杆结构的进一步损坏。
38.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
39.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
40.在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
41.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
42.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
43.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种连杆结构，其特征在于，包括：连杆筒体(1)；检测模块(10)，所述检测模块(10)包括防护层(11)和压力传感部件(12)，所述防护层(11)设置在所述连杆筒体(1)的外表面上，所述压力传感部件(12)设置在所述防护层(11)的内侧或嵌设在所述防护层(11)上，以根据所述压力传感部件(12)的检测结果判断所述连杆结构是否受到障碍物(20)的碰撞。2.根据权利要求1所述的连杆结构，其特征在于，所述压力传感部件(12)为压敏电阻，在所述防护层(11)的外表面与所述障碍物(20)发生碰撞时，所述压敏电阻的阻值发生变化，以根据所述压敏电阻的阻值的变化量判断所述连杆结构是否受到碰撞。3.根据权利要求2所述的连杆结构，其特征在于，所述压力传感部件(12)为多个，多个所述压力传感部件(12)相间隔地设置。4.根据权利要求3所述的连杆结构，其特征在于，多个所述压力传感部件(12)分为多组，各组所述压力传感部件(12)均包括多个所述压力传感部件(12)，各组所述压力传感部件(12)中的多个压力传感部件(12)沿所述连杆筒体(1)的轴向间隔分布；多组所述压力传感部件(12)沿所述连杆筒体(1)的周向分布。5.根据权利要求2所述的连杆结构，其特征在于，所述防护层(11)包括多个独立设置的防护块，多个所述防护块与多个所述压力传感部件(12)一一对应地设置，各个压力传感部件(12)设置在相应的所述防护块上。6.根据权利要求1所述的连杆结构，其特征在于，所述防护层(11)由柔性材料制成；和/或所述防护层(11)为弧形板或筒体，所述防护层(11)环绕所述连杆筒体(1)设置。7.根据权利要求1至6中任一项所述的连杆结构，其特征在于，所述防护层(11)与所述连杆筒体(1)的外表面粘接；或者所述连杆结构包括捆绑件，所述捆绑件捆绑在所述防护层(11)的外侧，以将所述防护层(11)固定在所述连杆筒体(1)。8.根据权利要求1至6中任一项所述的连杆结构，其特征在于，所述防护层(11)与所述压力传感部件(12)为一体结构；或者所述防护层(11)上设置有安装槽，所述压力传感部件(12)可拆卸地安装在所述安装槽内。9.根据权利要求1至5中任一项所述的连杆结构，其特征在于，所述连杆结构还包括：放大模块(30)，所述放大模块(30)与所述压力传感部件(12)连接，以通过所述放大模块(30)对所述压力传感部件(12)的检测结果进行处理；判断模块(50)和反馈回路(40)，所述判断模块(50)通过所述反馈回路(40)与所述放大模块(30)连接，以使所述放大模块(30)将处理结果通过所述反馈回路(40)传输至所述判断模块(50)，以使所述判断模块(50)根据处理结果判断所述连杆结构是否与所述障碍物(20)发生碰撞。10.一种机器人，包括连杆结构和关节结构，所述连杆结构与所述关节结构连接，其特征在于，所述连杆结构为权利要求1至9中任一项所述的连杆结构。

技术总结
本发明提供了一种连杆结构和机器人，该连杆结构包括连杆筒体和检测模块；检测模块包括防护层和压力传感部件，防护层设置在连杆筒体的外表面上，压力传感部件设置在防护层的内侧或嵌设在防护层上，以根据压力传感部件的检测结果判断连杆结构是否受到障碍物的碰撞，以解决现有技术中的协作机器人的连杆容易损坏的问题。问题。问题。


技术研发人员：黄建威 张志波 高小云 陈瑜若 张天翼
受保护的技术使用者：珠海格力电器股份有限公司
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/7/22