(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210607231.3 (22)申请日 2022.05.31 (71)申请人 天津仁爱学院 地址 300000 天津市 静海区团泊新城博学 苑 (72)发明人 李敬辉　叶林伯威 　任江峰　 李诗思　王鸿鹏　 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) B25J 19/00(2006.01) (54)发明名称 一种机械臂的碰撞检测方法 (57)摘要 本发明公开了一种机械臂的碰撞检测方法， 包括以下步骤： S101： 建立组件的胶囊体模型； S102： 以胶囊体模型为基础， 建立长方体； S103： 根据建立胶囊体模型的方法， 建立完整的预测模 型； S104： 获取预测模型与碰撞物的三视图。 本申 请根据机械臂各个组件的外形建立基本的预判 模型， 再根据各个机械臂组件关节运动方向、 机 械臂完全停止所需的制动时间与基本的预判模 型建立完整的碰撞预判模型， 实时检测三视图下 的碰撞预判模型和碰撞物的平行投影是否都有 相交情况， 如果为真， 则认为此机械臂组件与碰 撞物有碰撞的可能， 当停止机械臂的运行， 能够 对机械臂碰撞事件进行预测， 并会 预留机械臂完 全停止运行的时间。 降低机 械臂的碰撞率。 权利要求书2页 说明书9页 附图4页 CN 115302500 A 2022.11.08 CN 115302500 A 1.一种机 械臂的碰撞检测方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S101： 建立组件的胶囊体模型； S102： 以胶囊体模型为基础， 建立长方体； S103： 根据建立胶囊体模型的方法， 建立完整的预测模型； S104： 获取 预测模型与碰撞 物的三视图； S105： 判断各视图中两种平面是否都相交； S106、 S108： 根据各视图两平面是否都相交的判断来确定预判模型与碰撞体是否有交 点； 判断成立， 认为该组件与碰撞 物有碰撞风险， 进行步骤S107， 机 械臂停止； 判断不成立， 认为该组件与碰撞 物无碰撞风险， 进行步骤S109， 机 械臂继续 运行。 2.根据权利要求1所述的一种机械臂的碰撞检测方法， 其特征在于， 所述步骤S103中的 预测模型包括以机械臂组件为基础建立的基础预测模型， 和以组件角速度方向、 角速度、 预 判时间为基础建立的预测范围。 3.根据权利要求2所述的一种机械臂的碰撞检测方法， 其特征在于， 所述步骤S104中获 取预测模型与碰撞 物的三视图， 具体步骤为： 首先设置一个平行于预判模型的中的扇形面的平面为主视图投影平面， 其 次设置一个 平行于处于初始 位置的胶囊体的轴线并与主视图平面垂 直的侧视图平面， 最后设置一个满 足与主视图平面和 侧视图平面两 两垂直的俯视图平面； 将预判模型与碰撞物投影至三个平面， 且投影方式皆为平行投影， 分别获取这三个视 图面上的预判模型与碰撞 物的投影。 4.根据权利要求3所述的一种机械臂的碰撞检测方法， 其特征在于， 所述S106、 S108中 根据各视图两平面是否都相交的判断来确定预判模型与碰撞体是否有交点， 具体包括以下 步骤： S201： 选择其中一个未进行相交测试的视图平面； S202： 将预测模型和碰撞体模型投影至此平面上； S203： 判断在目标平面上， 碰撞体模型在此平面上的投影图像， 并根据判断结果， 投影 面是圆或胶囊面选择进行S204； S205： 判断是否三视图上的投影都经 过了相交检测； 若判断为真， 则此流程图结束； 若判断为假， 则返回步骤S201， 再次进入S201及以下流 程。 5.根据权利要求4所述的一种机械臂的碰撞检测方法， 其特征在于， 所述步骤S105中涉 及的判断各视图中两种平面是否都相交的具体步骤为： S301： 进行相交测试的预 备判断； S302： 判断主视图下模型投影与圆是否相交； S303： 判断主视图下 预测模型的投影面与胶囊面是否相交； S304： 判断侧、 俯视图下 预测模型的投影面与圆是否相交； S305： 判断侧、 俯视图下 预测模型的投影面与圆是否相交。 6.根据权利要求5所述的一种机械臂的碰撞检测方法， 其特征在于， 所述S301步骤中的 预备判断顺序为： 首先判断视图类型， 分为主视图、 侧视图、 俯视图， 其次， 判断视图下碰撞权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115302500 A 2体碰撞模型的图像 类型， 分为圆和胶囊面。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115302500 A 3