[發(fā)明專利]一種基于加速度信息的機器人狀態(tài)實時監(jiān)控系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110289968.0
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN112873214A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張連新;陳東生;龐培川;曾孝云;尚鋆;陳華
• 申請（專利權(quán)）人: 中國工程物理研究院機械制造工藝研究所
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J13/00;B25J13/08;B25J19/02
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 林菲菲

1.一種基于加速度信息的機器人狀態(tài)實時監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括機器人本體、三維加速度傳感器、機器人控制柜和第二控制柜；

所述三維加速度傳感器安裝在所述機器人本體末端法蘭上，用于獲取機器人本體末端加速度信息，所述三維加速度傳感器將獲取的機器人本體末端加速度信息發(fā)送給所述第二控制柜的控制器；

所述機器人控制柜通過機器人自身傳感器獲取機器人本體末端加速度信息，所述機器人控制柜將獲取的機器人本體末端加速度信息發(fā)送給所述第二控制柜的控制器；

所述控制器基于兩路機器人本體末端加速度信息對機器人末端運動狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)控。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于加速度信息的機器人狀態(tài)實時監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)控系統(tǒng)還包括顯示裝置，所述顯示裝置用于顯示機器人本體末端運動狀態(tài)信息以及警示信息。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于加速度信息的機器人狀態(tài)實時監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示裝置采用觸摸屏。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于加速度信息的機器人狀態(tài)實時監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述機器人控制柜與所述第二控制柜之間通過以太網(wǎng)通信連接，所述第二控制柜與所述顯示裝置通過以太網(wǎng)通信連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于加速度信息的機器人狀態(tài)實時監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器采用PLC控制器。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于加速度信息的機器人狀態(tài)實時監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述三維加速度傳感器的量程范圍大于所述機器人本體末端自身加速度的量程范圍。

7.一種如權(quán)利要求1-6任一項所述的基于加速度信息的機器人狀態(tài)實時監(jiān)控系統(tǒng)的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1，實時獲取三維加速度傳感器測量的機器人末端加速度信息和機器人控制柜上傳的機器人自身末端加速度信息；

步驟S2，得到兩種加速度信息的誤差值，并得到各向加速度相對誤差；

步驟S3，將獲得的各向加速度相對誤差輸入到預(yù)先設(shè)置的分級報警模型進(jìn)行分級報警。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在步驟S1之前還需要對三維加速度傳感器測量的機器人末端加速度信息和機器人自身末端加速度信息進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定過程包括：

控制機器人以M/N的加速度沿著X方向或Y方向或Z方向運動，獲取機器人勻加速階段自身加速度值和三維加速度傳感器測量的加速度值；其中，M為機器人末端自身加速度范圍，N為標(biāo)定數(shù)量；

控制機器人以2M/N的加速度沿著X方向或Y方向或Z方向運動，獲取機器人勻加速階段自身加速度值和三維加速度傳感器測量的加速度值；

依次類推，直至機器人末端加速度為M，即控制機器人以M的加速度沿著X方向或Y方向或Z方向運動，獲取機器人勻加速階段自身加速度值和三維加速度傳感器測量的加速度值；

以機器人自身加速度值為理論值，以三維加速度傳感器測量的加速度值為實際值，生成機器人末端加速度誤差表，保證各向加速度相對誤差小于等于1/1000。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述N取值500。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述預(yù)先設(shè)置的分級報警模型具體為：

如果各向加速度相對誤差均小于等于報警閾值，則機器人正常工作，報警級別為4級，無需報警；

如果有一個方向加速度相對誤差大于報警閾值，進(jìn)行3級報警；如果報警時長超過時間閾值，則升級為2級報警，操作人員視機器人具體運行情況選擇控制機器人暫停運行或者繼續(xù)運行；

如果有兩個方向加速度相對誤差大于報警閾值，進(jìn)行2級報警，操作人員視機器人具體運行情況選擇控制機器人暫停運行或者繼續(xù)運行；如果報警時長超過時間閾值，則升級為1及報警，自動控制機器人停止運行；

如果所有方向加速度相對誤差均大于報警閾值，進(jìn)行1級報警，自動控制機器人停止運行。