[發明專利]一種工業機器人控制系統

在審

• 申請號: 202011476259.5
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112496525A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 吳晗;宋鳳嬌;吳宇桐;吳宇辰
• 申請（專利權）人: 天津默納克電氣有限公司
• 主分類號: B23K26/00
• 分類號: B23K26/00;B25J9/16
• 代理公司: 宿州智海知識產權代理事務所(普通合伙) 34145
• 代理人: 李曉峰

1.一種工業機器人控制系統，其特征在于，所述工業機器人控制系統包括：

一工業機器人控制器，所述工業機器人控制器包括內部存儲單元、指令發送單元、地圖生成單元，所述內部存儲單元用于存儲數據，所述指令發送單元用于向外部設備發送控制指令，所述地圖生成單元用于根據外部設備生成預設工業機器人行進地圖；以及，

一輸入裝置，所述輸入裝置與所述地圖生成單元連接，所述輸入裝置向所述地圖生成單元輸入預設工業機器人行進地圖；以及，

一電壓傳感器，所述電壓傳感器用于監測所述工業機器人的供電裝置電量；以及，

一驅動控制器，所述驅動控制器包括充電控制單元和指令執行單元；以及，

一振動傳感器，所述振動傳感器用于監測所述工業機器人在行進過程中的振動信號；以及，

一信號調理器，所述信號調理器與所述振動傳感器連接，所述信號調理器對所述振動傳感器采集的振動信號進行信號調理；以及，

一激光測距器，所述激光測距器用于監測所述工業機器人在行進過程中與前方物體的距離信息；以及，

一輸出裝置，所述輸出裝置用于輸出數據；

在所述工業機器人行進前，所述輸入裝置向所述工業機器人輸入預設行進地圖，所述地圖生成單元接收到預設行進地圖后，所述指令發送單元控制所述工業機器人按照預設行進地圖進行運行，所述激光測距器將采集的距離信息實時傳輸至所述內部存儲單元，所述內部存儲單元內存儲有距離預警值，若所述內部存儲單元接收到的距離信息小于所述距離預警值，則所述指令發送單元向所述驅動控制器發送緩行指令，所述指令執行單元接收到所述緩行指令后控制所述工業機器人行進速度降為預設速度值，同時，所述地圖生成單元根據所述工業機器人目前所在位置結合預設行進地圖，判斷所述工業機器人是否有轉向指令，若無，則所述指令發送單元向所述驅動控制器發送停止指令，所述指令執行單元接收到所述停止指令后控制所述工業機器人停止行進；所述振動傳感器將采集到的電壓信號傳輸至所述內部存儲器，所述內部存儲器內存儲有振動閾值，若所述內部存儲器接收到的振動信號大于所述振動閾值，則所述指令發送單元發送停止指令至所述驅動控制器，所述指令執行單元接收到所述停止指令后控制所述工業機器人停止行進；所述電壓傳感器將采集到的電壓信號傳輸至所述內部存儲器，所述內部存儲器內存儲有電壓閾值，若所述內部存儲器接收到的電壓信號小于所述電壓閾值，則所述指令發送單元發送充電指令至所述驅動控制器，所述指令執行單元接收到所述充電指令后控制所述工業機器人按照所述充電控制單元設計路線前往設置于場地邊界（1）上的充電設備（2）進行充電；所述工業機器人控制器將接收到的預設行進地圖、電壓信號、距離信息以及振動信號通過所述輸出裝置傳輸至遠程監測設備。

2.根據權利要求1所述的工業機器人控制系統，其特征在于，所述充電控制單元控制流程為：

步驟S1：以自主移動工業機器人的中心確定第一有效區域，工業機器人在初始位置處以其自身為中心，確定一個圓形區域，并在該圓形區域中確定第一有效區域（4），該圓形區域的半徑可根據工業機器人的型號及實際行進面積而定；

步驟S2：在第一有效區域（4）的邊界上確定最佳點，其中，最佳點為在此處剩余面積最大之點，剩余面積定義為：以最佳點為中心確定的第二有效區域（5）的不與第一有效區域（4）重疊之剩余區域之面積；

步驟S3：控制自主移動工業機器人的中心移動至最佳點；

步驟S4：當自主移動工業機器人移動至最佳點時，重復上述步驟S1-S3，即以自主移動工業機器人的中心繼續確定有效區域，并在有效區域的邊界上繼續確定最佳點，直至工業機器人行進至充電設備信號發射區域（3）內，此時工業機器人根據充電設備信號發射區域（3）內的充電設備信號對接充電設備（2），以對工業機器人進行充電。

3.根據權利要求2所述的工業機器人控制系統，其特征在于，該圓形區域之半徑設為1.5m，其中，有效區域中不包括墻壁等障礙物且不包括禁區。

4.根據權利要求2所述的工業機器人控制系統，其特征在于，工業機器人在確定第二有效區域（5）時的半徑與在確定第一有效區域（4）時的半徑相等。

5.根據權利要求1所述的工業機器人控制系統，其特征在于，所述信號調理電路包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第一運算放大器以及第二運算放大器；

其中，所述振動傳感器的輸出端與所述第一電阻的一端連接，所述第一電阻的另一端與所述第二電阻的一端連接，所述第一電阻的另一端與所述第一電容的一端連接，所述第一電容的另一端與所述第一運算放大器的輸出端連接，所述第二電容的一端接地，所述第二電容的另一端與所述第一運算放大器的同相輸入端連接，所述第二電阻的另一端與所述第一運算放大器的同相輸入端連接，所述第二電阻的另一端與所述第二電容的另一端連接，所述第三電阻的一端接地，所述第三電阻的另一端與所述第一運算放大器的反相輸入端連接，所述第三電阻的另一端與所述第四電阻的一端連接，所述第四電阻的另一端與所述第一運算放大器的輸出端連接，所述第一運算放大器的輸出端與所述第五電阻的一端連接，所述第五電阻的另一端與所述第六電阻的一端連接，所述第五電阻的一端與所述第三電容的一端連接，所述第四電容的一端接地，所述第四電容的另一端與所述第二運算放大器的同相輸入端連接，所述第六電阻的另一端與所述第二運算放大器的同相輸入端連接，所述第三電容的另一端與所述第二運算放大器的輸出端連接，所述第七電阻的一端接地，所述第七電阻的另一端與所述第八電阻的一端連接，所述第七電阻的另一端與所述第二運算放大器的反相輸入端連接，所述第八電阻的另一端與所述第二運算放大器的輸出端連接，所述第二運算放大器的輸出端與所述內部存儲單元連接。