[發(fā)明專利]工業(yè)機(jī)器人功率預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010131623.8
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111537123B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江沛;吳勇強(qiáng);曹華軍;陳元杰;蘭運(yùn)坤
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: G01L3/24
• 分類號: G01L3/24
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11129
• 代理人: 呂小琴

本專利提供一種工業(yè)機(jī)器人功率預(yù)測方法，其特征在于：上述預(yù)測方法具體包括以下步驟：確定所述目標(biāo)工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)的有效輸出功率；確定所述目標(biāo)工業(yè)機(jī)器人的損耗功率；獲得所述目標(biāo)工業(yè)機(jī)器人的待機(jī)功率；確定所述目標(biāo)工業(yè)機(jī)器人的實(shí)際功率，所述實(shí)際功率為所述工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)的有效輸出功率、所述損耗功率和所述待機(jī)功率之和。本專利提供的工業(yè)機(jī)器人功率預(yù)測方法構(gòu)建確定工業(yè)機(jī)器人實(shí)際功率模型，根據(jù)工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)扭矩和角速度即可快速、準(zhǔn)確確定其實(shí)際能耗，實(shí)現(xiàn)在沒有功率測試儀的情況下，精準(zhǔn)預(yù)測工業(yè)機(jī)器人的實(shí)際功率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及工業(yè)機(jī)器人功率預(yù)測方法。

背景技術(shù)

工業(yè)機(jī)器人在各行業(yè)應(yīng)用量大面廣，能源消耗巨大。近年能源成本的上升，對工業(yè)機(jī)器人能耗的準(zhǔn)確估計(jì)和管控的需求日益提升。眾所周知，工業(yè)機(jī)器人的負(fù)載具有動態(tài)性、時(shí)變性和復(fù)雜性，直接導(dǎo)致即使額定能耗相同的工業(yè)機(jī)器人在執(zhí)行不同工作任務(wù)時(shí)，其所消耗的實(shí)際功率相差較大，因此，在實(shí)際的生產(chǎn)中，無法將工業(yè)機(jī)器人的額定能耗視為其實(shí)際能耗，如若此，無法反映機(jī)器人的實(shí)際能耗，不利于機(jī)器人能耗管控日益精準(zhǔn)的要求。因此，準(zhǔn)確預(yù)估工業(yè)機(jī)器人的實(shí)際能耗是非常必要的。目前，檢測工業(yè)機(jī)器人實(shí)時(shí)能耗主要是直接在工業(yè)機(jī)器人和電源之間接入功率儀，或者分別測量三相電源的電壓和電流進(jìn)行確定，但是功率檢測設(shè)備昂貴，無法給每一臺工業(yè)機(jī)器人配備一個(gè)，且每次檢測時(shí)的接線操作繁瑣。如何在脫離檢測儀器的情況下準(zhǔn)確確定工業(yè)機(jī)器人的能耗成為一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。

因此，亟需一種可準(zhǔn)確預(yù)測工業(yè)機(jī)器人實(shí)際功率的方法。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種可對工業(yè)機(jī)器人的實(shí)際功率準(zhǔn)確預(yù)測的工業(yè)機(jī)器人功率預(yù)測方法。

本發(fā)明一種工業(yè)機(jī)器人功率預(yù)測方法，其特征在于：上述預(yù)測方法具體包括以下步驟：

S1：根據(jù)目標(biāo)工業(yè)機(jī)器人的實(shí)際運(yùn)動軌跡，獲取所述工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動過程中的關(guān)節(jié)電機(jī)的力矩和所述關(guān)節(jié)電機(jī)的角速度；

S2：確定所述目標(biāo)工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)電機(jī)的有效輸出功率，所述工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)電機(jī)的有效輸出功率為所述工業(yè)機(jī)器人的所有關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)的有效輸出功率之和；

S3：確定所述目標(biāo)工業(yè)機(jī)器人的損耗功率；

S4：獲得所述目標(biāo)工業(yè)機(jī)器人的待機(jī)功率；

S5：確定所述目標(biāo)工業(yè)機(jī)器人的實(shí)際功率，所述實(shí)際功率為所述工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)的有效輸出功率、所述損耗功率和所述待機(jī)功率之和。

進(jìn)一步，所述損耗功率采用如下方法確定：

其中，P_損耗總表示所述目標(biāo)工業(yè)機(jī)器人的損耗功率，C₀、C_k,1…C_k,n表示擬合系數(shù)，k表示所述目標(biāo)工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)，n表示所述目標(biāo)工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)總數(shù)，t表示關(guān)節(jié)電機(jī)輸出端的力矩，w表示關(guān)節(jié)電機(jī)的角速度。

進(jìn)一步，所述工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)的有效輸出功率采用如下方法確定：

其中，P_有效總表示所述目標(biāo)工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)電機(jī)的有效輸出功率，k表示所述目標(biāo)工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)，n表示所述目標(biāo)工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)總數(shù)，P_有效表示所述目標(biāo)工業(yè)機(jī)器人的單個(gè)關(guān)節(jié)電機(jī)的有效輸出功率；

所述P_有效采用如下方法確定：

P_有效＝t×w (3)

其中，P_有效表示單個(gè)關(guān)節(jié)電機(jī)的有效輸出功率，t表示關(guān)節(jié)電機(jī)輸出端的力矩，w表示關(guān)節(jié)電機(jī)的角速度。