[發明專利]一種基于加速度信息的機器人狀態實時監控系統及方法

在審

• 申請號: 202110289968.0
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN112873214A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 張連新;陳東生;龐培川;曾孝云;尚鋆;陳華
• 申請（專利權）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所(普通合伙) 51220
• 代理人: 林菲菲

本發明公開了一種基于加速度信息的機器人狀態實時監控系統及方法，本實施例的系統包括機器人本體、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進行實時監控。本發明提升了機器人的安全性和可靠性。

技術領域

本發明屬于工業機器人安全控制技術領域，具體涉及一種基于加速度信息的機器人狀態實時監控系統及方法。

背景技術

隨著智能制造的快速發展，工業機器人在工業領域的應用越來越廣泛，機器人的動作主要依靠末端的位置移動和姿態變化。機器人末端移動時加速度依靠的是機器人各軸電機編碼器數據經過正向計算得到的，若機器人電機編碼器發生損壞導致機器人末端加速度值不準確，可能會導致嚴重的工業傷害。

發明內容

為了解決機器人由于電機編碼器信息傳遞失誤或者編碼器失效導致的安全問題，本發明提供了解決上述問題的一種基于加速度信息的機器人狀態實時監控系統。

本發明通過下述技術方案實現：

一種基于加速度信息的機器人狀態實時監控系統，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進行實時監控。

本發明通過在機器人本體末端法蘭處外設三維加速度傳感器來測量機器人末端加速度信息，實現三維加速度傳感器加速度信息和機器人自身加速度信息的雙路測量，以防止機器人電機編碼器發生損壞導致機器人末端加速度值不能準確測量，從而導致嚴重的工業傷害。

優選的，本發明的監控系統還包括顯示裝置，所述顯示裝置用于顯示機器人本體末端運動狀態信息以及警示信息。

優選的，本發明的顯示裝置采用觸摸屏。

優選的，本發明的機器人控制柜與所述第二控制柜之間通過以太網通信連接，所述第二控制柜與所述顯示裝置通過以太網通信連接。

優選的，本發明的控制器采用PLC控制器。

優選的，本發明的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。

另一方面，本發明還提出了一種基于本發明的監控裝置的方法，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先設置的分級報警模型進行分級報警。

優選的，本發明在步驟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行標定，標定過程包括：