[發(fā)明專利]基于面向?qū)ο蟮臋C(jī)器人性能評(píng)價(jià)方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110489966.6
• 申請(qǐng)日: 2021-05-06
• 公開（公告）號(hào): CN113219948B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董健;郝玉福;趙凱羽;房浩;康勁松;李正浩;馮一凡;徐曉東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中車青島四方車輛研究所有限公司
• 主分類號(hào): G05B23/02
• 分類號(hào): G05B23/02
• 代理公司: 青島清泰聯(lián)信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37256
• 代理人: 李紅巖

本發(fā)明公開了一種基于面向?qū)ο蟮臋C(jī)器人性能評(píng)價(jià)方法，上述評(píng)價(jià)方法包括：獲取機(jī)器人運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)參數(shù)；采用三維立體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，獲得機(jī)器人的狀態(tài)張量；根據(jù)狀態(tài)張量計(jì)算機(jī)器人的性能指標(biāo)；基于性能指標(biāo)按照機(jī)器人性能模型構(gòu)建機(jī)器人性能對(duì)象模型；利用機(jī)器人性能對(duì)象模型通過張量運(yùn)算計(jì)算機(jī)器人與標(biāo)準(zhǔn)之間的性能差異，并通過權(quán)重分析計(jì)算出各個(gè)性能在性能差異中的重要程度。本發(fā)明引入了面向?qū)ο蟮乃枷?，立體的描述了機(jī)器人的整體性能，提出性能比較和權(quán)重分析方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)性能影響因素的分析，進(jìn)而指導(dǎo)機(jī)器人性能優(yōu)化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于面向?qū)ο蟮臋C(jī)器人性能評(píng)價(jià)方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)

機(jī)器人已成為智能制造中不可或缺的一部分。在生產(chǎn)過程中，機(jī)器人的高性能運(yùn)行保證了生產(chǎn)的高效率和最大化。對(duì)機(jī)器人性能的評(píng)估有助于維護(hù)機(jī)器人的持續(xù)運(yùn)行，保證產(chǎn)生的高效益。目前，機(jī)器人性能評(píng)價(jià)已經(jīng)貫穿于機(jī)器人的整個(gè)生命周期。在機(jī)器人設(shè)計(jì)階段，機(jī)器人性能評(píng)價(jià)是結(jié)構(gòu)優(yōu)化和選型的基礎(chǔ)，即通過性能指標(biāo)的優(yōu)化來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。在機(jī)器人運(yùn)行階段，機(jī)器人的性能評(píng)價(jià)主要研究機(jī)器人的工作性能，給出機(jī)器人的性能水平。在機(jī)器人故障維護(hù)階段，目前主要研究的是機(jī)器人故障診斷和剩余壽命預(yù)測。這也可以認(rèn)為是對(duì)機(jī)器人性能的評(píng)價(jià)，它是根據(jù)機(jī)器人性能評(píng)價(jià)的不良結(jié)果來分析故障的主要原因。

機(jī)器人性能評(píng)價(jià)主要包括數(shù)據(jù)采集、指標(biāo)構(gòu)建及獲得評(píng)價(jià)結(jié)果三大部分。數(shù)據(jù)采集主要是采集機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，獲取機(jī)器人的實(shí)際運(yùn)行信息。指標(biāo)構(gòu)建則是基于機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)按照規(guī)則計(jì)算指標(biāo)，定量反應(yīng)目標(biāo)性能的層次。獲取評(píng)價(jià)結(jié)果是基于計(jì)算的指標(biāo)綜合分析機(jī)器人的性能，給機(jī)器人系統(tǒng)性能以定量的表示。目前現(xiàn)有指標(biāo)計(jì)算主要依賴于國家標(biāo)準(zhǔn),評(píng)價(jià)方法依賴于層次分析法。但是目前現(xiàn)有技術(shù)存在如下問題：

1.指標(biāo)計(jì)算部分，現(xiàn)有主流方法國家標(biāo)準(zhǔn)中，目標(biāo)性能覆蓋范圍不全面，目標(biāo)性能主要集中于機(jī)器人的控制性能，對(duì)能量性能、安全性、智能性及人機(jī)交互性等性能覆蓋不全面。

2.評(píng)價(jià)結(jié)果獲取部分，現(xiàn)有主流方法主要局限于指標(biāo)計(jì)算部分，評(píng)價(jià)結(jié)果獲取部分研究較少，現(xiàn)有評(píng)價(jià)分析方法主觀性較強(qiáng)，評(píng)價(jià)結(jié)果通用性和可靠性較差，對(duì)機(jī)器人歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)利用率較低。

3.評(píng)價(jià)結(jié)果無法反饋指導(dǎo)機(jī)器人的性能優(yōu)化，沒有形成運(yùn)行到評(píng)價(jià)再反饋到運(yùn)行的機(jī)器人性能閉環(huán)。這使得機(jī)器人的性能評(píng)價(jià)作用較為局限，不能滿足實(shí)際生產(chǎn)生活中的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)上述的機(jī)器人性能評(píng)價(jià)過程中指標(biāo)體系覆蓋性能對(duì)象不全面，評(píng)價(jià)結(jié)果無法指導(dǎo)實(shí)際性能優(yōu)化的技術(shù)問題，提出一種基于面向?qū)ο蟮臋C(jī)器人性能評(píng)價(jià)方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)。

第一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種基于面向?qū)ο蟮臋C(jī)器人性能評(píng)價(jià)方法，包括：

數(shù)據(jù)獲取步驟：獲取機(jī)器人運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)參數(shù)；

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換步驟：采用三維立體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)所述狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，獲得所述機(jī)器人的狀態(tài)張量；

指標(biāo)計(jì)算步驟：根據(jù)所述狀態(tài)張量計(jì)算所述機(jī)器人的性能指標(biāo)；

模型構(gòu)建步驟：基于所述性能指標(biāo)按照機(jī)器人性能模型構(gòu)建機(jī)器人性能對(duì)象模型；

差異計(jì)算步驟：利用所述機(jī)器人性能對(duì)象模型通過張量運(yùn)算計(jì)算所述機(jī)器人與標(biāo)準(zhǔn)之間的性能差異，并通過權(quán)重分析計(jì)算出各個(gè)性能在性能差異中的重要程度。

上述基于面向?qū)ο蟮臋C(jī)器人性能評(píng)價(jià)方法，其中，所述狀態(tài)參數(shù)包括機(jī)器人的負(fù)荷、位置坐標(biāo)及輸入電流和電壓。

上述基于面向?qū)ο蟮臋C(jī)器人性能評(píng)價(jià)方法，其中，所述三維立體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的X軸方向存儲(chǔ)數(shù)據(jù)為所述機(jī)器人的位置坐標(biāo)信息，Y軸方向存儲(chǔ)數(shù)據(jù)為連續(xù)時(shí)間內(nèi)點(diǎn)采樣數(shù)據(jù)，Z軸方向存儲(chǔ)數(shù)據(jù)為Y軸采樣點(diǎn)的多次重復(fù)測量數(shù)據(jù)。