KR20150080050A - Collision sensing apparatus of articulated robot and method using the same - Google Patents
Collision sensing apparatus of articulated robot and method using the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20150080050A KR20150080050A KR1020130166397A KR20130166397A KR20150080050A KR 20150080050 A KR20150080050 A KR 20150080050A KR 1020130166397 A KR1020130166397 A KR 1020130166397A KR 20130166397 A KR20130166397 A KR 20130166397A KR 20150080050 A KR20150080050 A KR 20150080050A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- information
- collision
- articulated robot
- acceleration
- motion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 75
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 8
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 claims description 3
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 2
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J13/00—Controls for manipulators
- B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
- B25J19/06—Safety devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/06—Programme-controlled manipulators characterised by multi-articulated arms
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
본 발명은 다관절로봇의 충돌 감지 장치에 관한 것으로, 로봇에 발생한 충돌을 감지하고, 충돌 유무에 따라 다관절로봇을 제어할 수 있는 다관절로봇의 충돌 감지 장치 및 이를 이용한 충돌 감지 방법을 제공하는 데 있다. 본 발명에 따른 다관절로봇의 충돌 감지 장치는 다관절로봇의 움직임에 대한 움직임 정보를 입력하는 입력부, 다관절로봇의 복수의 관절에 각각 설치되어 움직임 정보에 의해 동작하는 다관절로봇의 복수의 관절에 발생하는 가속도를 각각 측정하는 가속도 센서부, 입력부로부터 움직임 정보를 전달받고, 가속도 센서부에 의해 실시간으로 취득되는 가속도 정보를 전달받아 외부 물체와의 충돌 여부를 판단하고, 충돌 여부에 따라 다관절로봇을 제어하는 제어부를 포함한다.Provided is a collision sensing apparatus for a multi-joint robot capable of sensing a collision occurring in a robot and controlling the multi-joint robot according to presence or absence of collision and a collision sensing method using the same. There is. A collision sensing apparatus for a jointed-arm robot according to the present invention includes an input unit for inputting motion information on a motion of a jointed-arm robot, a plurality of joints of a jointed-arm robot installed in a plurality of joints of the jointed- The acceleration sensor unit receives the motion information from the input unit. The acceleration sensor unit receives the acceleration information acquired in real time by the acceleration sensor unit. The acceleration sensor unit determines whether there is a collision with an external object. And a control unit for controlling the robot.
Description
본 발명은 다관절로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 센서에 의해 외부 물체와의 충돌 여부를 감지할 수 있는 다관절로봇의 충돌 감지 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a joint articulated robot, and more particularly, to a collision sensing apparatus and method of a joint articulated robot capable of detecting collision with an external object by a sensor.
로봇(Robot)은 시스템이 제공하는 명령어이나 특정 조작에 따라 이동 등의 일을 수행할 수 있는 기계 장치로서, 인간을 대신하여 여러 작업에 이용되고 있다. 그 동안 로봇 산업은 급속도로 발전해 왔으며, 산업용 또는 특수 작업용 로봇에 대한 연구를 비롯해서 가정용, 교육용 로봇과 같이 인간의 작업을 돕고 인간의 생활에 즐거움을 주는 목적으로 만들어지는 로봇에 대한 연구로 확대되고 있는 실정이다. 우리나라는 로봇이 보급되기 시작한 것이 1960년대 말부터인데, 그 대부분은 공장에서 생산 작업의 자동화, 무인화 등을 목적으로 한 매니풀레이터(manipulator)나 반송 로봇 등의 산업용 로봇(industrial robot)이었다.A robot is a mechanical device that can carry out tasks such as a command or a specific operation provided by a system, and is used for various tasks on behalf of a human. In the meantime, the robot industry has been developed rapidly and has been expanded to research on robots for industrial or special work, robots for home use, educational robots, etc. It is true. In Korea, robots began to be introduced in the late 1960s, and most of them were industrial robots such as manipulators and transfer robots for automation and unmanned production of factories.
한편, 최근 들어 로봇의 용도가 다양해지면서 로봇의 움직임 및 위치 또한 복잡해져 가고 있다. 특히 사람과 유사한 동작을 수행할 수 있는 로봇은 특정 작업 환경 등이 대부분 사람을 기준으로 세팅되어 있는 환경에서 필수적으로 요구되는 시스템으로 각광받고 있다.In recent years, as the use of robots has diversified, the movement and position of robots have become more complicated. In particular, robots capable of performing similar actions to human beings are being seen as a system that is indispensably required in an environment in which a specific working environment is set based on most people.
인간과 로봇이 작업공간을 공유할 경우, 로봇은 작업성능뿐만 아니라 인간의 안전을 최우선적으로 보장할 수 있어야 한다. 안전한 로봇을 구현하기 위하여 다양한 연구들이 진행되고 있다.When humans and robots share a work space, robots must be able to guarantee human safety as well as work performance. Various studies are being conducted to realize a safe robot.
안전한 로봇을 구현하기 위한 연구는 크게 비접촉 센서를 사용하여 충돌을 미리 예측하고 회피하는 기술, 충돌로 인해 발생하는 충돌력을 기구적으로 흡수하는 기술, 발생한 충돌을 빠른 시간 내에 감지하고 대응하는 기술로 나눌 수 있다.Research to realize a safe robot largely consists of a technique of predicting and avoiding a collision using a non-contact sensor, a technique of mechanically absorbing a collision force caused by a collision, Can be divided.
거리센서나 영상센서 등 비접촉 센서를 사용하여 발생될 충돌을 미리 예측하고 회피하는 기술은 개념적으로 원천적인 안전을 보장할 수 있다. 하지만 센서의 사각지역에 대한충돌 예측이 불가능하며, 영상처리의 불확실성과 높은 연산량으로 인한 시간지연 등으로 빠르게 움직이는 매니퓰레이터에 적용되기 힘들다.The technique of predicting and avoiding the collision to be generated by using the non-contact sensor such as the distance sensor or the image sensor can conceptually guarantee the original safety. However, it is not possible to predict the collision of the sensor on a rectangular area, and it is difficult to apply it to a fast moving manipulator due to uncertainty of image processing and time delay due to a high computational load.
로봇의 충돌로 인해 발생하는 충돌력을 기구적으로 흡수하는 기술은 전장부의 이상 동작에도 인간의 안전을 보장할 수 있는 장점이 있으나, 추가적인 기구부 구성으로 인해 크기가 커지며, 정밀도나 제어 성능 등 로봇의 작업 성능을 저하시킬 수 있다.The technique of mechanically absorbing the collision force caused by the collision of the robot has the advantage of securing the safety of the human being even in abnormal operation of the electric field part. However, due to the configuration of the additional mechanism, the size increases, The work performance may be deteriorated.
로봇에 발생한 충돌을 빠른 시간 내에 감지하여 충돌에 대응하는 기술은 추가적인 기구부 구성이 필요 없기 때문에 매니풀레이터에 쉽게 적용 가능하며, 사각지역 등에 대한 고려를 할 필요가 없다. 또한 기존의 로봇 성능을 유지하면서도 인간의 안전을 보장할 수 있는 장점이 있어서, 안전한 로봇 매니풀레이터의 구현을 위한 전략으로 주목 받고 있다.The technique of detecting the collision of the robot in a short period of time and responding to the collision can be easily applied to the manipulator because there is no need for additional mechanism configuration, and there is no need to consider the rectangular area. In addition, it has the advantage of securing the human safety while maintaining the performance of the conventional robot, and it is attracting attention as a strategy for implementing a safe robot manipulator.
로봇에 발생한 충돌을 빠른 시간 내에 감지하기 위해서 토크센서, 힘센서 또는 촉감센서를 이용하는 연구가 진행되고 있지만, 토크센서, 힘센서 또는 촉감센서는 고가인 문제점이 있었다.In order to detect a collision occurring in a robot in a short time, studies using a torque sensor, a force sensor, or a tactile sensor have been carried out. However, a torque sensor, a force sensor, or a tactile sensor is expensive.
따라서 본 발명의 목적은 저가의 센서를 사용하여 로봇에 발생한 충돌을 감지하고, 충돌 유무에 따라 로봇을 제어할 수 있는 다관절로봇의 충돌 감지 장치 및 이를 이용한 충돌 감지 방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a collision sensing apparatus for a multi-joint robot capable of sensing a collision occurring in a robot using a low-cost sensor and controlling the robot according to whether or not there is collision, and a collision sensing method using the same.
본 발명에 따른 다관절로봇의 충돌 감지 장치는 다관절로봇의 움직임에 대한 움직임 정보를 입력하는 입력부, 상기 다관절로봇의 복수의 관절에 각각 설치되어 상기 움직임 정보에 의해 동작하는 상기 다관절로봇의 복수의 관절에 발생하는 가속도를 각각 측정하는 가속도 센서부, 상기 입력부로부터 움직임 정보를 전달받아 상기 다관절로봇을 구동시키고, 상기 가속도 센서부에 의해 실시간으로 취득되는 가속도 정보를 전달받아 외부 물체와의 충돌 여부를 판단하고, 충돌 여부에 따라 상기 다관절로봇을 제어하는 제어부를 포함한다.A collision sensing apparatus of a jointed-arm robot according to the present invention includes an input unit for inputting motion information on a motion of a jointed-arm robot, an input unit provided in each of the plurality of joints of the jointed- An acceleration sensor unit for measuring accelerations generated in a plurality of joints, a driving unit for receiving the motion information from the input unit, driving the articulated robot, receiving acceleration information acquired in real time by the acceleration sensor unit, And a control unit for determining whether or not the robot is in a collision state and controlling the articulated robot according to the collision.
본 발명에 따른 다관절로봇의 충돌 감지 장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 움직임 정보와, 상기 움직임 정보에 따른 동작을 반복하여 취득된 가속도 정보를 통해 학습정보를 생성하는 학습정보 생성부, 상기 학습정보 생성부로부터 생성된 학습정보에 의해 학습되어, 상기 가속도 센서부로부터 실시간으로 가속도 정보를 전달받아 외부 물체와의 충돌 여부를 판단하는 판단부, 상기 판단부에 의해 판단되는 충돌 여부에 따라 상기 다관절로봇을 구동시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the collision sensing apparatus of the articulated robot according to the present invention, the control unit may include a learning information generating unit that generates learning information through the motion information and the acceleration information acquired by repeating the motion based on the motion information, A determination unit that is learned by the learning information generated from the generation unit and receives acceleration information from the acceleration sensor unit in real time and determines whether the acceleration information is collided with an external object; And a driving unit for driving the robot.
본 발명에 따른 다관절로봇의 충돌 감지 장치에 있어서, 상기 판단부로는 신경망 또는 퍼지를 이용하는 것을 특징으로 한다.In the collision sensing apparatus of the articulated robot according to the present invention, the determination unit uses a neural network or purging.
본 발명에 따른 다관절로봇의 충돌 감지 장치에 있어서, 상기 학습정보는 키네마틱스 정보와 다이나믹스 정보를 포함하고, 상기 키네마틱스 정보와 다이나믹스 정보를 통해 움직임을 반복하여 취득한 가속도 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the collision sensing apparatus of the articulated robot according to the present invention, the learning information includes kinematics information and dynamics information, and includes acceleration information obtained by repeating movement through the kinematics information and dynamics information do.
본 발명에 따른 다관절로봇의 충돌 감지 장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 가속도 센서부로부터 실시간으로 측정되는 가속도 정보가 상기 학습정보의 가속도 정보에 대한 임계치를 초과하였을 경우 충돌한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In the collision sensing apparatus of the articulated robot according to the present invention, the controller determines that the collision occurs when the acceleration information measured in real time from the acceleration sensor unit exceeds a threshold value of the acceleration information of the learning information do.
본 발명에 따른 다관절로봇의 충돌 감지 방법에 있어서, 다관절로봇의 충돌 감지 장치가 다관절로봇의 움직임에 대한 움직임 정보를 전달받는 단계, 상기 다관절로봇의 충돌 감지 장치가 전달받은 상기 움직임 정보에 의해 동작하는 상기 다관절로봇의 복수의 관절에 대한 가속도를 실시간으로 각각 측정하는 단계, 상기 다관절로봇의 충돌 감지 장치가 상기 움직임 정보에 의해 상기 다관절로봇을 구동시키고, 실시간으로 취득되는 상기 가속도 정보를 전달받아 외부 물체와의 충돌 여부를 판단하고, 충돌 여부에 따라 상기 다관절로봇을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the collision detection method of a jointed-arm robot according to the present invention, the collision sensing device of the articulated robot receives the motion information on the motion of the articulated robot, the motion information of the jointed- Joint-type robot, the method comprising the steps of: measuring, in real time, an acceleration for a plurality of joints of the articulated robot operated by the robot, the collision sensing device of the articulated robot driving the articulated robot by the motion information, Determining whether to collide with an external object by receiving the acceleration information, and controlling the articulated robot according to whether the robot collides with an external object.
본 발명에 따른 다관절로봇의 충돌 감지 방법에 있어서, 상기 측정하는 단계 이전에 상기 다관절로봇의 충돌 감지 장치가 상기 다관절로봇의 움직임 정보와, 상기 움직임 정보에 따른 동작을 반복하여 취득한 가속도 정보를 통해 학습정보를 생성하는 단계, 상기 다관절로봇의 충돌 감지 장치가 상기 학습정보에 의해 학습하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the collision sensing method of a jointed-arm robot according to the present invention, the collision sensing device of the articulated robot estimates motion information of the articulated robot and acceleration information obtained by repeating an operation according to the motion information, Generating learning information through the collision sensing apparatus of the articulated robot, and learning the collision sensing apparatus of the articulated robot with the learning information.
본 발명에 따른 다관절로봇의 충돌 감지 방법에 있어서, 상기 제어하는 단계에서, 상기 충돌 감지 장치는 상기 취득된 가속도 정보가 상기 학습정보의 가속도 정보에 대한 임계치를 초과하였을 경우 충돌한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In the collision sensing method of the articulated robot according to the present invention, in the controlling step, the collision sensing apparatus determines that the collision occurs when the acquired acceleration information exceeds a threshold value for the acceleration information of the learning information .
본 발명에 따른 다관절로봇의 충돌 감지 장치는 저가의 가속도 센서부를 사용하여 다관절로봇에 발생하는 충돌을 감지하기 때문에, 적은 비용으로 충돌 감지 장치를 구현할 수 있다.The collision sensing apparatus of the articulated robot according to the present invention can detect a collision occurring in the articulated robot using a low-cost acceleration sensor unit, thereby realizing a collision sensing apparatus at a low cost.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다관절로봇의 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 2은 본 발명의 실시예에 따른 다관절로봇의 충돌 감지 장치의 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 다관절로봇의 충돌 감지 방법을 나타낸 순서도이다.FIG. 1 is a view illustrating a configuration of a multi-joint robot according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating the configuration of a collision sensing apparatus for a multi-joint robot according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a collision detection method for a jointed-arm robot according to an embodiment of the present invention.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시 예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.In the following description, only parts necessary for understanding the embodiments of the present invention will be described, and the description of other parts will be omitted so as not to obscure the gist of the present invention.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary meanings and the inventor is not limited to the meaning of the terms in order to describe his invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely preferred embodiments of the present invention, and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention, so that various equivalents And variations are possible.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 다관절로봇의 충돌 감지 시스템(100)을 상세하게 설명한다.Hereinafter, a
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다관절로봇의 구성을 간략하게 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다관절로봇의 충돌 감지 장치(100)의 구성을 나타낸 블럭도이다.2 is a block diagram showing a configuration of a
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 다관절로봇의 충돌 감지 장치(100)는 입력부(10), 가속도 센서부(20) 및 제어부(30)를 포함한다.Referring to FIGS. 1 and 2, a
입력부(10)는 다관절로봇(30)의 움직임에 대한 움직임 정보를 입력할 수 있다. 즉 입력부(10)는 다관절로봇(30)이 원하는 동작을 할 수 있도록 원하는 움직임에 대한 키네마틱스(Kinematics) 정보 또는 다이나믹스(Dynamics) 정보를 제공할 수 있다. 예컨데 입력부(10)는 후술할 판단부(22)를 학습시키기 위한 다관절로봇(30)의 이동 궤적, 이동 각도, 이동 거리 등의 정보를 함수화하여 판단부(22)에 제공할 수 있다.The
가속도 센서부(31)는 다관절로봇(30)의 복수의 관절에 각각 설치되어 복수의 관절에서 발생하는 가속도를 각각 측정할 수 있다. 즉 가속도 센서부(31)는 다관절로봇(30)의 관절의 갯수에 맞도록 설치되고, 입력부(10)로부터 입력되는 움직임 정보에 의해 동작하는 다관절로봇(31)의 복수의 관절에 발생하는 가속도를 각각 측정할 수 있다. The
가속도 센서부(10)로는 움직인 양을 자석과 코일의 기전력에 의하여 측정하는 전자식 가속도 센서를 사용할 수 있고, 압력을 가하면 전압을 발생하는 압전 소자를 사용하여, 가해진 압력으로 가속도를 측정하는 압전식 가속도 센서 등을 사용할 수 있지만, 이에 한정된 것은 아니다.As the
제어부(20)는 입력부(10)로부터 움직임 정보를 전달받고, 가속도 센서부(31)에 의해 실시간으로 취득되는 가속도 정보를 전달받아 외부 물체와의 충돌 여부를 판단하고, 충돌 여부에 따라 다관절로봇(30)을 제어할 수 있다.The
이러한 제어부(20)는 학습정보 생성부(21), 판단부(22) 및 구동부(23)를 포함할 수 있다.The
학습정보 생성부(21)는 입력부(10)로부터 입력되는 움직임 정보와, 상기 움직임 정보에 따른 동작을 반복하여 취득된 가속도 정보를 통해 학습정보를 생성할 수 있다. The learning
여기서 학습정보는 키네마틱스 정보와 다이나믹스 정보를 포함하고, 키네마틱스 정보와 다이나믹스 정보를 통해 움직임을 반복하여 취득한 가속도 정보를 포함할 수 있다. Here, the learning information may include kinematics information and dynamics information, and may include acceleration information obtained by repeating movement through kinematics information and dynamics information.
학습정보 생성부(21)는 움직임 정보와, 움직임 정보에 따른 동작을 반복하여 취득된 가속도 정보를 통해 학습정보를 생성하여 후술할 판단부(22)에 제공함으로써 판단부(22)를 학습시킬 수 있다.The learning
판단부(22)는 학습정보 생성부(21)로부터 생성된 학습정보에 의해 학습되어, 가속도 센서부(31)로부터 실시간으로 가속도 정보를 전달받아 외부 물체와의 충돌 여부를 판단할 수 있다. 즉 판단부(22)는 가속도 센서부(31)로부터 실시간으로 측정되는 가속도 정보가 학습정보의 가속도 정보에 대한 임계치를 초과하였을 경우 충돌한 것으로 판단할 수 있다. The
판단부(22)로는 신경망(Neural network) 또는 퍼지(Fuzzy) 등의 분류기(Classifier)가 사용될 수 있다.As the
구동부(23)는 판단부(22)에 의해 판단되는 충돌 여부에 제어 신호를 생성하여 다관절로봇(30)을 구동시킬 수 있다. 예컨데 구동부(23)는 판단부(22)에 의해 충돌되었다고 판단되는 경우 다관절로봇(30)을 정지시킬 수 있다. 또한 구동부(23)는 판단부(22)에 의해 충돌되었다고 판단되는 경우 충돌 부위와 반대 방향으로 이동하도록 다관절로봇(30)을 제어하고, 충돌되지 않았다고 판단되는 경우에는 예정된 움직임을 계속 할 수 있도록 제어할 수 있다.The
또한 제어부(20)는 다관절로봇의 충돌 감지 장치(100) 운용을 위한 다양한 프로그램 및 프로그램 운용에 따른 데이터를 저장할 수 있는 저장부(24)를 더 포함할 수 있다. 예컨데 저장부(24)는 다관절로봇의 충돌 감지 장치(100) 운용을 위한 운영체제 등을 저장할 수 있다. The
특히 저장부(24)는 본 발명의 다관절로봇(30)의 충돌 감지 수행을 위한 키네마틱스 정보와 다이나믹스 정보와, 키네마틱스 정보와 다이나믹스 정보를 통해 움직임을 반복하여 취득한 가속도 정보를 저장할 수 있다. 또한 저장부(24)는 가속도 센서부(31)에 의해 실시간으로 측정된 가속도 정보를 저장할 수 있다.In particular, the
따라서 본 발명의 실시예에 따른 다관절로봇의 충돌 감지 장치(100)는 저가의 가속도 센서부(31)를 사용하여 다관절로봇(30)에 발생하는 충돌을 감지하기 때문에, 적은 비용으로 다관절로봇의 충돌 감지 장치(100)를 구현할 수 있다.Therefore, the collision sensing
이하 본 발명의 실시예에 따른 다관절로봇(30)의 충돌 감지 방법에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of detecting a collision of the articulated
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 다관절로봇의 충돌 감지 방법을 나타낸 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a collision detection method for a jointed-arm robot according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 먼저 S10단계에서 다관절로봇의 충돌 감지 장치(100)는 다관절로봇(30)의 움직임에 대한 움직임 정보를 수신할 수 있다. 즉 다관절로봇의 충돌 감지 장치(100)는 다관절로봇(30)이 원하는 동작을 할 수 있도록 원하는 움직임에 대한 키네마틱스(Kinematics) 정보 또는 다이나믹스(Dynamics) 정보를 입력부(10)로부터 수신할 수 있다.Referring to FIGS. 1 to 3, in step S10, the
다음으로 S20단계에서 다관절로봇의 충돌 감지 장치(100)는 입력부(10)로부터 입력되는 움직임 정보와 움직임 정보에 따른 동작을 반복하여 취득된 가속도 정보를 통해 학습정보를 생성할 수 있다. Next, in step S20, the
다음으로 S30단계에서 다관절로봇의 충돌 감지 장치(100)는 S20단계에서 생성된 학습정보에 의해 학습될 수 있다.Next, in step S30, the
다음으로 S40단계에서 다관절로봇의 충돌 감지 장치(100)는 가속도 센서부(31)에 의해 입력부(10)로부터 입력되는 움직임 정보에 의해 동작하는 다관절로봇(30)의 복수의 관절에 발생하는 가속도를 각각 측정한다.Next, in step S40, the
다음으로 S50단계에서 다관절로봇의 충돌 감지 장치(100)는 학습정보 생성부(21)로부터 생성된 학습정보에 의해 학습되어, 가속도 센서부(31)로부터 실시간으로 가속도 정보를 전달받아 외부 물체와의 충돌 여부를 판단할 수 있다. 즉 다관절로봇의 충돌 감지 장치(100)는 가속도 센서부(31)로부터 실시간으로 측정되는 가속도 정보가 학습정보의 가속도 정보에 대한 임계치를 초과하였을 경우 충돌한 것으로 판단할 수 있다.Next, in step S50, the
S50단계에서 판단 결과 충돌하지 않은 경우, 다관절로봇의 충돌 감지 장치(100)는 S40단계를 수행할 수 있다.If it is determined in step S50 that there is no collision, the
S50단계에서 판단 결과 충돌한 경우, S60단계에서 다관절로봇의 충돌 감지 장치(100)는 다관절로봇(30)을 제어할 수 있다. 예컨데 다관절로봇의 충돌 감지 장치(100)는 충돌 되었다고 판단되는 경우, 다관절로봇(30)을 정지시킬 수 있다. 또한 다관절로봇의 충돌 감지 장치(100)는 충돌 되었다고 판단되는 경우, 충돌 부위와 반대 방향으로 이동하도록 다관절로봇(30)을 제어할 수도 있다.If it is determined in step S50 that there is a collision, the
한편, 본 도면에 개시된 실시예는 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.It should be noted that the embodiments disclosed in the drawings are merely examples of specific examples for the purpose of understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.
10 : 입력부
20 : 제어부
21 : 학습정보 생성부
22 : 판단부
23 : 구동부
24 : 저장부
30 : 다관절로봇
31 : 가속도 센서부
100 : 다관절로봇의 충돌 감지 장치10: input unit 20:
21: learning information generation unit 22:
23: driving unit 24:
30: articulated robot 31: acceleration sensor unit
100: Collision detection device of articulated robot
Claims (8)
상기 다관절로봇의 복수의 관절에 각각 설치되어 상기 움직임 정보에 의해 동작하는 상기 다관절로봇의 복수의 관절에 발생하는 가속도를 각각 측정하는 가속도 센서부;
상기 입력부로부터 움직임 정보를 전달받아 상기 다관절로봇을 구동시키고, 상기 가속도 센서부에 의해 실시간으로 취득되는 가속도 정보를 전달받아 외부 물체와의 충돌 여부를 판단하고, 충돌 여부에 따라 상기 다관절로봇을 제어하는 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 다관절로봇의 충돌 감지 장치.An input unit for inputting motion information on motion of the articulated robot;
An acceleration sensor unit installed in each of the plurality of joints of the articulated robot for measuring an acceleration occurring in a plurality of joints of the articulated robot operated by the motion information;
Wherein the acceleration sensor unit receives acceleration information obtained in real time by the acceleration sensor unit to determine whether or not the acceleration sensor unit collides with an external object, A control unit for controlling the control unit;
Wherein the collision detection apparatus comprises:
상기 제어부는,
상기 움직임 정보와, 상기 움직임 정보에 따른 동작을 반복하여 취득된 가속도 정보를 통해 학습정보를 생성하는 학습정보 생성부;
상기 학습정보 생성부로부터 생성된 학습정보에 의해 학습되어, 상기 가속도 센서부로부터 실시간으로 가속도 정보를 전달받아 외부 물체와의 충돌 여부를 판단하는 판단부;
상기 판단부에 의해 판단되는 충돌 여부에 따라 상기 다관절로봇을 구동시키는 구동부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 다관절로봇의 충돌 감지 장치.The method according to claim 1,
Wherein,
A learning information generating unit for generating learning information through the motion information and the acceleration information acquired by repeating an operation according to the motion information;
A determination unit that is learned by the learning information generated by the learning information generation unit and receives acceleration information from the acceleration sensor unit in real time and determines whether the acceleration information is collided with an external object;
A driving unit for driving the articulated robot according to whether the collision is judged by the judging unit;
Wherein the collision detection apparatus comprises:
상기 판단부로는 신경망 또는 퍼지를 이용하는 것을 특징으로 하는 다관절로봇의 충돌 감지 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the determination unit uses a neural network or purging.
상기 학습정보는 키네마틱스 정보와 다이나믹스 정보를 포함하고, 상기 키네마틱스 정보와 다이나믹스 정보를 통해 움직임을 반복하여 취득한 가속도 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 다관절로봇의 충돌 감지 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the learning information includes kinematics information and dynamics information, and includes acceleration information obtained by repeating motion through the kinematics information and the dynamics information.
상기 제어부는 상기 가속도 센서부로부터 실시간으로 측정되는 가속도 정보가 상기 학습정보의 가속도 정보에 대한 임계치를 초과하였을 경우 충돌한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 다관절로봇의 충돌 감지 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the control unit determines that a collision occurs when the acceleration information measured in real time from the acceleration sensor unit exceeds a threshold value of the acceleration information of the learning information.
상기 다관절로봇의 충돌 감지 장치가 전달받은 상기 움직임 정보에 의해 동작하는 상기 다관절로봇의 복수의 관절에 대한 가속도를 실시간으로 각각 측정하는 단계;
상기 다관절로봇의 충돌 감지 장치가 상기 움직임 정보에 의해 상기 다관절로봇을 구동시키고, 실시간으로 취득되는 상기 가속도 정보를 전달받아 외부 물체와의 충돌 여부를 판단하고, 충돌 여부에 따라 상기 다관절로봇을 제어하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 다관절로봇의 충돌 감지 방법.A step in which the collision sensing apparatus of the articulated robot receives motion information on motion of the articulated robot;
Measuring, in real time, accelerations of a plurality of joints of the articulated robot operated by the motion information received by the collision sensing apparatus of the articulated robot;
Wherein the collision sensing device of the articulated robot drives the articulated robot by the motion information and receives the acceleration information acquired in real time to determine whether or not to collide with an external object, ;
And detecting a collision of the robot.
상기 다관절로봇의 충돌 감지 장치가 상기 다관절로봇의 움직임 정보와, 상기 움직임 정보에 따른 동작을 반복하여 취득한 가속도 정보를 통해 학습정보를 생성하는 단계;
상기 다관절로봇의 충돌 감지 장치가 상기 학습정보에 의해 학습하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다관절로봇의 충돌 감지 방법.7. The method of claim 6, wherein before the measuring step,
Generating learning information based on motion information of the articulated robot and acceleration information obtained by repeating an operation according to the motion information;
Learning the collision sensing apparatus of the articulated robot with the learning information;
Further comprising the step of detecting a collision of the robot.
상기 제어하는 단계에서, 상기 다관절로봇의 충돌 감지 장치는 상기 취득된 가속도 정보가 상기 학습정보의 가속도 정보에 대한 임계치를 초과하였을 경우 충돌한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 다관절로봇의 충돌 감지 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the collision sensing apparatus of the articulated robot determines that the collision has occurred when the acceleration information exceeds the threshold for the acceleration information of the learning information in the controlling step .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130166397A KR20150080050A (en) | 2013-12-30 | 2013-12-30 | Collision sensing apparatus of articulated robot and method using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130166397A KR20150080050A (en) | 2013-12-30 | 2013-12-30 | Collision sensing apparatus of articulated robot and method using the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20150080050A true KR20150080050A (en) | 2015-07-09 |
Family
ID=53791935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020130166397A Ceased KR20150080050A (en) | 2013-12-30 | 2013-12-30 | Collision sensing apparatus of articulated robot and method using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20150080050A (en) |
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105522586A (en) * | 2016-02-22 | 2016-04-27 | 北京锐洁机器人科技有限公司 | Semiconductor robot end executing mechanism |
| CN108098746A (en) * | 2017-11-14 | 2018-06-01 | 歌尔科技有限公司 | Mechanical arm and mechanical arm bootstrap operating method |
| WO2019054558A1 (en) * | 2017-09-12 | 2019-03-21 | 한화테크윈주식회사 | Device and method for controlling cooperative robot |
| KR101970951B1 (en) * | 2017-11-03 | 2019-04-22 | 성균관대학교산학협력단 | Apparatus and method of collision detection of robot manipulator |
| JP2019166580A (en) * | 2018-03-22 | 2019-10-03 | カシオ計算機株式会社 | Robot, robot control method and program |
| KR102105626B1 (en) * | 2019-10-30 | 2020-04-28 | 주식회사 뉴로메카 | Method for setting collision sensitivity automatically for cooperative robot |
| KR20200061900A (en) * | 2018-11-26 | 2020-06-03 | 전자부품연구원 | System and method for collision recognition using robot skin |
| KR102139229B1 (en) * | 2019-10-30 | 2020-07-29 | 주식회사 뉴로메카 | Collision Detection Method and System of Robot Manipulator Using Artificial Neural Network |
| KR102169879B1 (en) * | 2019-06-03 | 2020-10-27 | 한국기계연구원 | collision detection system and method for robot by learning |
| KR102226122B1 (en) * | 2020-04-22 | 2021-03-11 | 주식회사 뉴로메카 | Method for setting collision sensitivity automatically for cooperative robot |
| WO2021086091A1 (en) * | 2019-10-30 | 2021-05-06 | 주식회사 뉴로메카 | Method and system for detecting collision of robot manipulator using artificial neural network |
| WO2021135315A1 (en) * | 2019-12-30 | 2021-07-08 | 南京埃斯顿自动化股份有限公司 | Robot collision detection device and collision detection method |
| KR20220012286A (en) * | 2019-05-21 | 2022-02-03 | 버브 서지컬 인크. | Proximity sensor for surgical robotic arm manipulation |
| KR102384897B1 (en) | 2022-02-12 | 2022-04-08 | 남창열 | Automation system utilizing articulated robot |
| CN115768606A (en) * | 2020-08-27 | 2023-03-07 | 欧姆龙株式会社 | Control device and control method |
| CN115876309A (en) * | 2022-11-22 | 2023-03-31 | 上海飒智智能科技有限公司 | A vibration detection device and method for a multi-axis mechanical arm |
| KR20230114392A (en) | 2022-01-25 | 2023-08-01 | 남창열 | Automation system utilizing articulated robot |
| US11714163B2 (en) | 2020-03-18 | 2023-08-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Acoustic collision detection and localization for robotic devices |
| KR20240086143A (en) | 2022-12-09 | 2024-06-18 | 경북대학교 산학협력단 | Cable-driven revolute joint device for wearable robots |
| KR20240131036A (en) | 2023-02-23 | 2024-08-30 | 경북대학교 산학협력단 | Decoupled cable-driven revolute joint device for wearable robot |
| US12134196B2 (en) | 2019-10-30 | 2024-11-05 | Neuromeka | Method for automatically setting collision sensitivity of collaborative robot |
-
2013
- 2013-12-30 KR KR1020130166397A patent/KR20150080050A/en not_active Ceased
Cited By (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105522586A (en) * | 2016-02-22 | 2016-04-27 | 北京锐洁机器人科技有限公司 | Semiconductor robot end executing mechanism |
| US11534918B2 (en) | 2017-09-12 | 2022-12-27 | Hanwha Co., Ltd. | Device and method for controlling cooperative robot |
| WO2019054558A1 (en) * | 2017-09-12 | 2019-03-21 | 한화테크윈주식회사 | Device and method for controlling cooperative robot |
| KR101970951B1 (en) * | 2017-11-03 | 2019-04-22 | 성균관대학교산학협력단 | Apparatus and method of collision detection of robot manipulator |
| CN108098746A (en) * | 2017-11-14 | 2018-06-01 | 歌尔科技有限公司 | Mechanical arm and mechanical arm bootstrap operating method |
| WO2019095506A1 (en) * | 2017-11-14 | 2019-05-23 | 歌尔科技有限公司 | Mechanical arm and self-guiding operation method for mechanical arm |
| CN108098746B (en) * | 2017-11-14 | 2019-08-20 | 歌尔科技有限公司 | Mechanical arm and mechanical arm bootstrap operating method |
| JP2019166580A (en) * | 2018-03-22 | 2019-10-03 | カシオ計算機株式会社 | Robot, robot control method and program |
| KR20200061900A (en) * | 2018-11-26 | 2020-06-03 | 전자부품연구원 | System and method for collision recognition using robot skin |
| US12465443B2 (en) | 2019-05-21 | 2025-11-11 | Verb Surgical Inc. | Proximity sensors for surgical robotic arm manipulation |
| KR20220012286A (en) * | 2019-05-21 | 2022-02-03 | 버브 서지컬 인크. | Proximity sensor for surgical robotic arm manipulation |
| KR102169879B1 (en) * | 2019-06-03 | 2020-10-27 | 한국기계연구원 | collision detection system and method for robot by learning |
| KR102139229B1 (en) * | 2019-10-30 | 2020-07-29 | 주식회사 뉴로메카 | Collision Detection Method and System of Robot Manipulator Using Artificial Neural Network |
| WO2021086091A1 (en) * | 2019-10-30 | 2021-05-06 | 주식회사 뉴로메카 | Method and system for detecting collision of robot manipulator using artificial neural network |
| KR20210052182A (en) * | 2019-10-30 | 2021-05-10 | 주식회사 뉴로메카 | Collision Detection Method and System of Robot Manipulator Using Artificial Neural Network |
| KR102105626B1 (en) * | 2019-10-30 | 2020-04-28 | 주식회사 뉴로메카 | Method for setting collision sensitivity automatically for cooperative robot |
| US12134196B2 (en) | 2019-10-30 | 2024-11-05 | Neuromeka | Method for automatically setting collision sensitivity of collaborative robot |
| WO2021135315A1 (en) * | 2019-12-30 | 2021-07-08 | 南京埃斯顿自动化股份有限公司 | Robot collision detection device and collision detection method |
| US11714163B2 (en) | 2020-03-18 | 2023-08-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Acoustic collision detection and localization for robotic devices |
| KR102226122B1 (en) * | 2020-04-22 | 2021-03-11 | 주식회사 뉴로메카 | Method for setting collision sensitivity automatically for cooperative robot |
| CN115768606A (en) * | 2020-08-27 | 2023-03-07 | 欧姆龙株式会社 | Control device and control method |
| US12403603B2 (en) | 2020-08-27 | 2025-09-02 | Omron Corporation | Control device and control method |
| KR20230114392A (en) | 2022-01-25 | 2023-08-01 | 남창열 | Automation system utilizing articulated robot |
| KR102384897B1 (en) | 2022-02-12 | 2022-04-08 | 남창열 | Automation system utilizing articulated robot |
| CN115876309A (en) * | 2022-11-22 | 2023-03-31 | 上海飒智智能科技有限公司 | A vibration detection device and method for a multi-axis mechanical arm |
| CN115876309B (en) * | 2022-11-22 | 2026-02-03 | 上海飒智智能科技有限公司 | Vibration detection device and method for multi-axis mechanical arm |
| KR20240086143A (en) | 2022-12-09 | 2024-06-18 | 경북대학교 산학협력단 | Cable-driven revolute joint device for wearable robots |
| KR20240131036A (en) | 2023-02-23 | 2024-08-30 | 경북대학교 산학협력단 | Decoupled cable-driven revolute joint device for wearable robot |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20150080050A (en) | Collision sensing apparatus of articulated robot and method using the same | |
| US9469031B2 (en) | Motion limiting device and motion limiting method | |
| De Luca et al. | Collision detection and safe reaction with the DLR-III lightweight manipulator arm | |
| US20170239815A1 (en) | Method and Device for Open-Loop/Closed-Loop Control of a Robot Manipulator | |
| De Luca et al. | Sensorless robot collision detection and hybrid force/motion control | |
| De Luca et al. | Exploiting robot redundancy in collision detection and reaction | |
| CN110494260B (en) | Apparatus and method for controlling cooperative robot | |
| JP5338297B2 (en) | Robot control device | |
| US20080231221A1 (en) | Arm-equipped mobile robot and method for controlling the same | |
| Sotoudehnejad et al. | Counteracting modeling errors for sensitive observer-based manipulator collision detection | |
| US20090295324A1 (en) | Device and method for controlling manipulator | |
| JP2013223921A (en) | Workspace safe operation of force-controlled or impedance-controlled robot | |
| She et al. | Shape optimization of 2d compliant links for design of inherently safe robots | |
| Jiang et al. | Research on collision detection of collaborative robot using improved momentum-based observer | |
| Tsetserukou et al. | Intelligent variable joint impedance control and development of a new whole-sensitive anthropomorphic robot arm | |
| Benallegue et al. | On compliance and safety with torque-control for robots with high reduction gears and no joint-torque feedback | |
| KR102645792B1 (en) | Detecting device and method for calculating amount of impact of robot manipulator | |
| Dimeas et al. | Robot collision detection based on fuzzy identification and time series modelling | |
| KR101968751B1 (en) | Collision sensing apparatus, end effector having the same, robot, and collision detection method using the same | |
| Je et al. | A study of the collision detection of robot manipulator without torque sensor | |
| Kaigom et al. | Developing virtual testbeds for intelligent robot manipulators-an erobotics approach | |
| CN118354882A (en) | Robot control device, robot control system and robot control method | |
| JP4577607B2 (en) | Robot control device and robot system | |
| Motoi et al. | Experimental operability evaluation of remote control with force feedback for mobile robot | |
| CN117642256A (en) | Methods and systems for controlling teleoperated robots |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20131230 |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20141218 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E601 | Decision to refuse application | ||
| PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20150624 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20141218 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |
|
| PG1501 | Laying open of application |