安全问题一直是机器人应用领域研究的热点问题之一。净化机器人作为集束型设备的重要组成部分,其安全性与可靠性影响到整条生产线的质量与效率。运行过程中,净化机器人难免与周围环境发生碰撞,因此如何及时检测碰撞的发生对于净化机器人及晶圆安全性具有非常重要的作用。为了及时检测碰撞,避免不必要的损失,本文对净化机器人碰撞保护控制技术进行了研究。论文首先对国内外净化机器人及机器人碰撞保护技术研究现状进行了介绍。在对碰撞保护技术分析对比的基础上,确定了本文实施方案。并根据净化机器人结构形式及运行原理,运用D-H法建立了净化机器人运动学模型,通过Lagrange函数对其动力学方程进行了推导,为净化机器人碰撞检测算法的实现提供理论依据。根据净化机器人运动学和动力学模型,通过引入广义动量的方式,提出了一种基于力矩误差的机器人碰撞保护技术。该方法不需使用外部传感器,只需以机器人理论位移、速度、加速度以及实际位移、速度为输入信息,所受到的干扰力矩为输出信息,比较输出信息与预先设定的阈值大小来判断是否发生碰撞。针对所提出算法存在的一些缺点,进一步引入系统误差对其进行了改进。为了验证算法的有效性,进行了仿真与实验分析。借助ADAMS获得净化机器人运行过程参数信息,并通过MATLAB分析处理。结果显示,本文所提出的算法能够有效地检测碰撞,并具有较高的可靠性与实时性。然后,通过搭建净化机器人碰撞保护控制系统实验平台,对机器人发生刚性碰撞和柔性碰撞两种情况进行了实验。结果表明,本文所提出的算法能够满足机器人实际运行需求。