桁架机械手的防碰撞技术通过机械、控制、传感、环境交互等多层面的协同设计，构建起从被动防护到主动避险的完整技术体系。

机械本体的被动防护是基础

桁架框架的立柱、横梁等关键部件需通过有限元分析优化载荷分布，确保在急停、碰撞等极限工况下不发生塑性变形或倾覆。关键连接部位（如螺栓、焊接点）采用防松设计，避免振动导致松动；传动系统（齿轮、链条、皮带）安装防护罩，防止切屑、油污侵入导致磨损或卡滞，同时防护罩需具备快速拆卸功能以便维护。导轨与滑块采用自润滑设计或封闭式结构，减少粉尘堆积；限位块与缓冲装置可防止机械臂超程撞击端部。末端执行器通过力反馈传感器实时监测夹持力，避免工件滑落或过度挤压；气动/电动夹爪设置压力阈值，防止因气源压力波动导致夹持力失控。机械臂外轮廓安装弹性缓冲材料（如聚氨酯）吸收碰撞能量，关键部件（如电机、减速器）设置机械限位防止过度位移。

控制系统的主动防护是核心

双通道冗余设计通过独立的安全PLC对急停信号、安全门状态、光栅信号等关键参数进行实时监控，当主控制器故障时仍能执行制动指令。安全总线通信技术（如EtherCAT、PROFISAFE）确保控制指令与反馈信号的同步传输，避免通信延迟导致的制动失效。急停按钮采用蘑菇头式设计，具备自锁功能且需手动复位，急停信号直接切断动力电源而非通过软件中断。速度与位置监控通过编码器实时监测机械臂速度，当速度超过设定阈值时自动触发减速或停机；在危险区域设置虚拟安全围栏，当机械臂进入时系统自动降低运行速度或暂停作业。程序验证与仿真技术（如数字孪生）可在示教编程阶段模拟机械臂运动轨迹，验证碰撞风险与安全距离。

传感器网络的多模态感知是关键

力觉传感器或扭矩传感器可检测碰撞信号，触发紧急制动；视觉系统通过图像识别障碍物，动态调整运动路径实现“避障-绕行”。安全光栅在人员进出口处形成红外检测网，当检测到人员进入危险区域时立即触发制动，其抗干扰设计可避免光线反射或遮挡导致的误动作。速度与分离监控（SSM）技术通过距离传感器实时监测人员与机械臂的距离，当距离较近时系统自动降低运行速度，距离小于安全阈值时机械臂停止运动。状态可视化界面实时显示机械臂位置、速度、负载等关键参数，以及安全装置状态（如急停按钮、安全门），异常时通过声光报警提示操作人员。

环境交互的适应性设计是延伸

防尘防水方面，电气柜需达到IP54防护等级，关键部件（如电机、传感器）采用密封设计以适应恶劣工况。耐腐蚀性设计针对化工、电镀等腐蚀性环境，通过涂覆防腐涂层或选用不锈钢、耐候钢材质延长设备寿命。电磁兼容性（EMC）设计通过屏蔽电缆与EMC测试，避免电磁干扰导致控制信号错误。振动抑制技术（如减震基座或动态平衡算法）可降低重型加工场景中的振动，防止定位偏差或结构松动。备用电源（UPS）与气源保障系统（储气罐、压力调节阀）可确保突发停电或气源波动时机械臂安全停机。