(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 202211339254.7 (22)申请日 2022.10.28 (71)申请人 深圳市深科达智能装备股份有限公 司 地址 518103 广东省深圳市宝安区福永街 道征程二路2号A栋、 B栋第一至三层、 C 栋第一层、 D栋 (72)发明人 张原　杨青峰　潘国瑞　崔智敏　 韩宁宁　 (74)专利代理 机构 深圳市赛恩倍吉知识产权代 理有限公司 4 4334 专利代理师 龚慧惠 (51)Int.Cl. B25J 9/04(2006.01) B25J 9/16(2006.01)B25J 13/08(2006.01) B25J 19/00(2006.01) (54)发明名称 末端组件、 作业装置及其控制方法 (57)摘要 本申请涉及加工安全 领域， 旨在解决已知技 术存在设备安全性或稳定性不足的问题， 提供末 端组件、 作业装置及其控制方法。 作业装置包括 作业臂、 保护框、 缓冲组件和控制部分。 作业臂包 括依次连接的驱动部分、 力传感器和末端执行 器； 保护框间隔地围于末端执行器的外周； 缓冲 组件连接于保护框和 力传感器 之间， 用于缓冲作 用于保护框的外力， 并 能够将外力传递至力传感 器； 控制部分电连接于力传感器， 用于接收力传 感器感受到的力信号， 控制部分电连接于驱动部 分和/或末端执行器， 用于根据力信号控制驱动 部分和/或末端执行器执行设定操作。 本申请的 有益效果是兼具主动规避保护和被动缓冲保护 功能， 能够提高作业的稳定性、 安全性。 权利要求书2页 说明书8页 附图5页 CN 115502960 A 2022.12.23 CN 115502960 A 1.一种作业装置， 其特 征在于， 包括： 作业臂， 所述作业臂包括依次连接的驱动部分、 力传感器和末端执行器； 所述驱动部分 能够通过所述力传感器带动所述末端 执行器执行设定作业， 所述力传感器能够感应所述末 端执行器的受力； 保护框， 所述保护框间隔地围于所述末端执 行器和/或所述力传感器的外周； 缓冲组件， 所述缓冲组件连接于所述保护框和所述力传感器之间， 用于缓冲作用于所 述保护框的外力， 并能够将所述外力传递至所述力传感器， 被所述力传感器感应； 控制部分， 所述控制部分电连接于所述力传感器， 用于接收所述力传感器感受到的力 信号， 所述控制部分电连接于所述 驱动部分和/或所述末端 执行器， 用于根据所述力信号控 制所述驱动部分和/或所述末端执行器执行设定操作， 以规避或降低末端执行器的受力或 外力对作业装置的影响。 2.根据权利要求1所述的作业装置， 其特 征在于， 所述控制部分包括： 上位机， 用于根据作业要求对作业装置进行路径规划； 运动控制卡， 电连接于所述上位机， 并能够按所述上位机作出的路径规划控制作业装 置运动。 3.根据权利要求2所述的作业装置， 其特 征在于： 所述作业装置为机器人， 所述驱动部分包括若干活动关节， 所述活动关节为实现转动 或直线位移的关节。 4.根据权利要求3所述的作业装置， 其特 征在于： 所述力传感器为六维力传感器， 用于实现三个正交方向的力感应及三个正交方向的力 矩感应； 其中所述 三个正交方向定义 为第一方向、 第二方向和第三方向； 所述驱动部分最末端的所述活动关节包括 能够转动或沿轴向直线位移的轴件， 所述轴 件的轴向为第三方向； 所述末端执行器通过所述六维力传感器连接于所述轴件， 所述末端执行器、 所述六维 力传感器及所述轴件沿第三方向依次设置， 以使 所述六维力传感器能够感受所述末端 执行 器受到的沿第三方向的力FZ、 绕第一方向的力矩NX以及绕第二方向的力矩NY； 所述缓冲组件有四个， 四个所述缓冲组件中的两个为第一缓冲组件、 另 外两个为第二 缓冲组件； 所述第一缓冲 组件沿第一方向支撑于所述六维力传感器和所述保护框之间， 且 两个所述第一缓冲组件分别位于所述六维力传感器的两侧， 以使 所述六维力传感器能够感 受由所述保护框传递的沿第一方向的力FX以及绕第三方向的力矩NZ； 所述第二缓冲组件沿 第二方向支撑于所述六维力传感器和所述保护框之 间， 且两个所述第二缓冲组件分别位于 所述六维力传感器的两侧， 以使 所述六维力传感器能够感受由所述保护框传递的沿第二方 向的力FY以及绕第三方向的力矩NZ。 5.根据权利要求 4所述的作业装置， 其特 征在于： 所述六维力传感器和所述末端执行器之间连接有连接板， 两个所述第 一缓冲组件分别 连接于所述连接板的第一方向两侧， 两个所述第二缓冲组件分别连接于所述连接板的第二 方向两侧。 6.根据权利要求5所述的作业装置， 其特 征在于： 所述第一缓冲组件和所述第 二缓冲组件均包括刚度 可调的弹性气缸， 所述弹性气缸的权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115502960 A 2缸体固定连接于所述保护框， 所述弹性气缸 的活塞杆连接有铰接块， 所述连接板上连接有 铰接座， 所述铰接块和所述铰接座铰接连接， 且铰接轴线平行于第三方向。 7.根据权利要求5所述的作业装置， 其特 征在于： 所述保护 框在垂直于所述第 三方向的面内的投影呈圆角方形， 两个所述第 一缓冲组件 分别连接于圆角方形的一组对边， 两个所述第二缓冲组件分别连接于圆角方形的另一组对 边。 8.一种末端组件， 其特征在于， 包括六维力传感器、 连接板、 保护框、 末端执行器和四个 缓冲组件； 四个所述缓冲组件中的两个为第一缓冲组件、 另外 两个为第二缓冲组件； 所述六维力传感器的第 三方向一侧用于连接至移载机器人的输出端、 另一侧连接所述 连接板； 所述末端执 行器连接 于所述连接 板沿第三方向远离所述六维力传感器的一侧； 所述保护框呈环形， 所述保护框由四个所述缓冲组件支撑连接于所述连接板的外周； 其中， 两个所述第一缓冲 组件沿第一方向设置并连接于所述连接板的第一方向两侧， 两个 所述第二缓冲组件沿第二方向设置并连接 于所述连接 板的第二方向两侧。 9.一种作业装置控制方法， 其特 征在于， 包括： 作业装置的上位机根据作业要求对作业装置进行路径规划， 作业装置的运动控制卡根 据规划的路径控制作业装置的各关节按对应轨 迹运动； 在作业装置运行过程中， 作业装置的力传感器实时采集沿第 一方向、 第 二方向、 第三方 向的力和力矩信号， 并反馈为上位机； 对作业装置进行路径修正； 所述路径修正包括基于人体碰撞感知的路径修正和基于末 端执行器的作业目标的碰撞感知的路径修 正； 其中， 基于人体碰撞感知的路径修正包括， 当六维力传感器感受到的沿第一方向的力 FX、 沿第二方向的力FY以及绕第三方向的力矩 NZ中的至少一个大于对应的预设阈值时， 上位 机控制作业装置沿与当前运动方向相反的方向移动， 使人体侧向碰撞保护框产生的作用力 或力矩减小； 否则， 保持当前路径运行作业装置； 基于末端执行器的作业目标的碰撞感知的路径修正包括， 当六维力传感器感受到的沿 第三方向的力FZ、 绕第一方向的力矩NX以及绕第二方向的力矩NY中的至少一个大于对应的 预设阈值时， 上位机控制作业装置沿与当前运动方向相反的方向移动所述末端执行器， 使 所述末端执 行器与作业目标的作用力或力矩减小； 否则， 保持当前路径运行作业装置 。 10.根据权利要求9所述的作业装置控制方法， 其特 征在于： 在作业装置运行 前， 调节缓冲组件的弹性刚度至适应当前环境的碰撞性能。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115502960 A 3