[發明專利]混合驅動柔索并聯機器人實時故障檢測裝置及方法

有效

• 申請號: 201110275899.4
• 申請日: 2011-09-19
• 公開（公告）號: CN102431036A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 訾斌;林俊;朱真才;吳瑕;曹建斌;魏明生
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: B25J13/08
• 分類號: B25J13/08;B25J19/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 程化銘

1.一種混合驅動柔索并聯機器人實時故障檢測裝置，其特征是：檢測裝置包括傳感器組、信號處理中心及控制中心三大部分；其中所述傳感器組包括重力傳感器、光柵位移傳感器、張力傳感器、視覺傳感器；所述的信號處理中心包括信號調理電路、無線信號收發電路、微控制器單元和測量工控機；所述的控制中心包括報警電路、反饋電路、主工控機、顯示設備和伺服電機；在并聯機器人運行時，傳感器組通過調理電路及無線收發電路與信號處理中心的測量工控機連接，信號處理中心的測量工控機通過通信裝置與控制中心的主工控機連接，主工控機通過伺服電機與傳感器組中的視覺傳感器相連，從而完成信號采集、調理、分析以及最終的電機定位、視覺傳感器呈現故障點。

2.根據權利要求1所述的混合驅動柔索并聯機器人實時故障檢測裝置，其特征是：所述的傳感器組共有10個傳感器，包括重力傳感器1個、光柵位移傳感器3個、張力傳感器4個和2個視覺傳感器；其中所述的重力傳感器和光柵位移傳感器均安裝在柔索并聯機器人的載物平臺上，張力傳感器安裝在四根柔索上；所述的3個光柵位移傳感器載物平臺上，3個光柵位移傳感器分別測量X方向、Y方向、Z方向的位移；所述的4個張力傳感器分別安裝在4根柔索上，每一組結構相同；所述的2個視覺傳感器分別安裝在并聯機器人平臺的頂部和底部，分別對并聯機構的柔索和重物進行視頻監控，各個傳感器都連接到信號處理中心的信號調理電路。

3.根據權利要求1所述的混合驅動柔索并聯機器人實時故障檢測裝置，其特征是：所述的信號處理中心包括信號調理電路、模/數轉換芯片、微控制器單元、時鐘芯片、無線信號收發芯片、無線信號天線、外部擴展電路接口和測量工控機，其中所述的2個無線信號收發芯片分別與2個無線信號天線連接并形成2個收發信號組，時鐘芯片接入微控制器單元和測量工控機，信號調理電路與模數轉換芯片相連，模數轉換芯片與微控制器單元連接，微控制器單元的輸出端接到一組無線信號發送芯片和外部擴展電路接口，另一個收發信號組接入測量工控機。

4.根據權利要求1所述的混合驅動柔索并聯機器人實時故障檢測裝置，其特征是：所述的控制中心包括主工控機、報警模塊、LED顯示模塊、LCD顯示模塊和伺服電機，所述的報警模塊、LED顯示模塊、LCD顯示模塊和伺服電機分別與主工控機連接，主工控機與控制裝置的并聯機器人控制系統連接，伺服電機的輸出端與安裝在平臺頂部的視覺傳感器相連。

5.一種混合驅動柔索并聯機器人實時故障檢測方法，其特征是：所述的檢測方法包括如下步驟：

1、空間三維平動自由度混合驅動柔索并聯機器人在牽引重物塊運動時，檢測裝置開始初始化，載入系統運行時的危險閾值；

2、安裝在并聯機器人上的1個重力傳感器、3個張力傳感器和4個光柵位移傳感器這三類傳感器開啟，開始進行檢測，所得信號通過信號調理電路處理、模/數轉換后，不斷傳送到微控制單元；

3、微控制單元將初步處理過的信號組再次調解成可無線發送信號后，通過無線信號發送芯片、無線信號接收芯片和兩組天線完成檢測信號組從微控制單元到測量工控機的傳送；

4、測量工控機將對檢測信號組進行初步判斷，檢查各類信號是否超出危險閾值，從而判斷并聯機器人在運行時是否有故障產生，并將每次檢測后產生的檢測信號存儲到與外部接口相連的存儲器中；

5、測量工控機如若判斷出檢測信號超出危險閾值，將通過通信裝置把檢測信號發送給主工控機；

6、主工控機對接收到的檢測信號進行更為詳盡的分析和處理，完成并聯機器人的力學計算、控制系統解算，定位到具體故障點、完成現場狀態呈現并通過LED顯示故障點，運算出控制視覺傳感器的伺服電機的轉角與轉速、完成視頻定位到故障點并通過LCD液晶顯示器顯示故障點的動態視頻實時狀況，此外，主工控機還將解算出的控制信號傳送至并聯機器人的控制系統中進行反饋控制；以保證能在第一時間內檢測故障、記錄故障、分析故障、修復故障以及接入控制系統用以調整故障；?

7、主工控機、測量工控機、微控制單元之間以串行總線方式和無線信號收發進行通信，構成一個通信網絡系統。