机械工程学报

作者：吕鸿昊, 诸正杰, 程宇航, 何平, 汪若菡, 陈富国, 杨华勇, 杨赓, 董娜

单位：1. 浙江大学机械工程学院 杭州 310058;2. 浙江大学流体动力基础件与机电系统全国重点实验室 杭州 310027;3. 电力装备制造及智能运维机器人浙江省工程研究中心 杭州 310058;4. 浙江大学工程师学院 杭州 310058;5. 东方电气长三角(杭州)创新技术研究院 有限公司 杭州 310011

关键词：人机安全,迫近感知,工业机器人,主动安全,人本智造；

基金：国家自然科学基金(52375031,52405038); 中国电子学会-腾讯 Robotics X犀牛鸟专项研究计划; 国家资助博士后研究人员计划B档(GZB20240654); 中国博士后科学基金面上(2024M762812);中国博士后科学基金; 浙江省博士后科研(一等资助)(ZJ2024013); 浙江省科技厅“尖兵领雁+X”研发攻关计划(2024C04057(CSJ));浙江省科技厅“尖兵”“领雁”研发攻关计划(2023C01045)资助项目。

当前工业生产制造场景下，机器人感知单一、缺乏智能交互策略，导致安全事故频发，轻则致伤重则致死。面向未来工厂智能制造场景下的多源感知及安全交互需求，提出一种工业机器人“在体感知”与“离体感知”相结合的主动安全作业系统。通过大范围视觉监控、近距离迫近感知以及碰撞检测构建多源感知系统，对机器人作业环境中的操作者与机器人之间的接近信号及接触信号处理分析，设计人机共享控制策略，实现机器人的主动安全作业规划；进一步划分传感器检测范围，设计卡尔曼滤波多源融合方法构建机器人多级感知信号处理以及分级安全交互策略，并设计对应的模拟碰撞实验验证多源融合数据的有效性。所研发的工业机器人主动安全作业系统现已在东方电气集团冲击式转轮水斗机器人电弧增材平台，以及大型分盘式水轮机座环机器人焊接平台试装试用。应用结果表明，所提出的多源融合主动安全作业方法，充分结合各传感器在不同的感知区域的优势，为全空间、全场景下的人机交互提供感知能力和安全响应，显著提升了工业机器人系统的安全作业能力。

来源：2025年第15期

《机械工程学报》期刊编辑部

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