本實用新型涉及一種多工業(yè)機器人關(guān)節(jié)故障巡檢診斷裝置。

背景技術(shù)：

工業(yè)機器人是最典型的機電一體數(shù)字化裝備，其技術(shù)附加值很高，應(yīng)用范圍廣泛，在焊接、碼垛、分揀、碼頭及高危工作環(huán)境中替代人力的作用日漸凸顯。同時，隨著工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，針對單個機器人能力的局限性，人們希望機器人能夠更高效地、并行地完成相應(yīng)的操作任務(wù)。因此，多機器人系統(tǒng)應(yīng)運而生。自80年代以來，由于其具有許多單機器人系統(tǒng)所沒有的優(yōu)點，如空間上的分布性、功能上的分布性、執(zhí)行任務(wù)時的并行性等，很大程度上被應(yīng)用于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)過程中。

然而由于工業(yè)機器人長期處于高強度、頻繁和重復(fù)運行狀態(tài)下，多工業(yè)機器人性能和健康狀態(tài)不可避免地會發(fā)生退化，在一條流水線上常常會出現(xiàn)某個機器人發(fā)生故障的情況。而故障的發(fā)生大部分來自于機器人關(guān)節(jié)的不斷磨損以及間隙增加，這會致使定位精度和重復(fù)定位精度降低。如果在生產(chǎn)流水作業(yè)上某一機器人的關(guān)節(jié)部位出現(xiàn)精度稍差或可靠性降低的故障，將會很大程度上影響整個流水線上產(chǎn)品的生產(chǎn)及其與工業(yè)機器人的工作，降低系統(tǒng)的性能，產(chǎn)生難以挽回的重大后果。

因此，便捷高效地實現(xiàn)多工業(yè)機器人的工況檢測和故障診斷，是提高多工業(yè)機器人系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性，使其高效健康運轉(zhuǎn)的重要保證。但是對于生產(chǎn)流水線上的多工業(yè)機器人來說，把每一個工作環(huán)節(jié)上的機器人關(guān)節(jié)進行實時監(jiān)控是一個龐大、復(fù)雜、耗時的工程。在目前的工業(yè)生產(chǎn)實踐中，多依靠大量的檢測人員和龐大的檢測系統(tǒng)對流水線上的每一機器人關(guān)節(jié)進行單個故障檢測， 同時技術(shù)人員憑借經(jīng)驗對獲得的故障數(shù)據(jù)進行處理分析，最終得到某一機器人的故障發(fā)生位置及故障類型。為此，本實用新型專利采用一種多工業(yè)機器人關(guān)節(jié)故障巡檢診斷裝置，實現(xiàn)對多工業(yè)機器人關(guān)節(jié)的故障診斷并及時確定故障類型。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型主要解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)缺陷及技術(shù)問題，從而提供一種實現(xiàn)對于多工業(yè)機器人關(guān)節(jié)部位的故障診斷與類型識別的多工業(yè)機器人關(guān)節(jié)故障巡檢診斷裝置。

本實用新型是一種多工業(yè)機器人關(guān)節(jié)故障巡檢診斷裝置，包括支撐框架、驅(qū)動輪、無線傳感器采集設(shè)備、旋轉(zhuǎn)盤、電源模塊、14位A/D轉(zhuǎn)換器、ARM處理器、本地存儲裝置、LED燈、無線電通信模塊、語音裝置、顯示器、操作箱模塊、環(huán)境獲取模塊、紅外接近傳感器、位移傳感器，所述驅(qū)動輪安裝在支撐框架底部，無線傳感器采集設(shè)備利用旋轉(zhuǎn)盤安裝于支撐框架上，電源模塊分別與顯示器、操作箱模塊、環(huán)境獲取模塊相連，環(huán)境獲取模塊中包括紅外接近傳感器和位移傳感器，電源模塊連接14位A/D轉(zhuǎn)換器、ARM處理器以及本地存儲裝置，本地存儲裝置分別與LED燈、無線電通信模塊、語音裝置相連。

作為優(yōu)選，所述的無線傳感器采集設(shè)備通過旋轉(zhuǎn)盤與支撐框架相連接；可以實現(xiàn)在支撐框架垂直方向的位置變換，同時能夠進行360度的旋轉(zhuǎn)，以匹配檢測目標的機器人關(guān)節(jié)位置。

作為優(yōu)選，所述的環(huán)境獲取模塊中包含紅外接近傳感器以及位移傳感器；用于對前方到達目標機器人的路況進行監(jiān)測，及時得到前方有無障礙物以及障礙物的具體位置，便于前行時的路徑規(guī)劃，實現(xiàn)工業(yè)車間中的無人操作。

本實用新型的有益效果是：

1、設(shè)備利用率高：由于其支撐框架上的無線傳感器采集設(shè)備能夠根據(jù)不同的機器人對象進行位置調(diào)節(jié)，因此使用一個移動平臺就可以完成對工業(yè)生產(chǎn)車間中多個機器人的關(guān)節(jié)部位進行故障檢測。

2、綜合成本低：能夠?qū)崿F(xiàn)在車間流水線上的多個工業(yè)機器人利用同一檢驗設(shè)備進行故障檢測，所需要的投資規(guī)模遠遠低于以往對每個工業(yè)機器人的每一關(guān)節(jié)進行故障診斷的費用。

3、均可以滿足有無值守人員的工作情況：本設(shè)備可以做到自動巡檢，在有無值守人員的車間工作狀態(tài)都可以對多機器人關(guān)節(jié)進行故障的檢測與診斷。

4、及時反饋準確定位：本實用新型實現(xiàn)了對于機器人故障關(guān)節(jié)處的故障類型識別，能夠?qū)崟r顯示故障的類別信息并向監(jiān)控人員發(fā)出警告，大大降低了技術(shù)人員在報警后再去查找、分析機器人關(guān)節(jié)故障原因的困難程度，對于減少人力物力的損耗，防止發(fā)生安全事故具有重要的意義。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型多工業(yè)機器人關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型多工業(yè)機器人關(guān)節(jié)故障巡檢診斷裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實用新型人機交互及環(huán)境獲取部分模塊示意圖。

圖4為本實用新型數(shù)據(jù)處理部分模塊示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行詳細闡述，以使本實用新型的優(yōu)點和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本實用新型的保護范圍做出更為清楚明確的界定。

如圖1所示，在關(guān)節(jié)1、關(guān)節(jié)2處設(shè)置有無線傳感器，由于采集關(guān)節(jié)的相關(guān)震動信息，并且無線傳感器能夠?qū)⒉杉降男盘?，在有無線局域網(wǎng)覆蓋的環(huán)境中傳送給多工業(yè)機器人關(guān)節(jié)故障巡檢診斷裝置上的無線傳感器接收裝置3、4。

如圖2示，所述多工業(yè)機器人關(guān)節(jié)故障巡檢診斷裝置包括支撐框架5、驅(qū)動輪6、無線傳感器采集設(shè)備3和無線傳感器采集設(shè)備4、旋轉(zhuǎn)盤7，支撐框架5上部的人機交互及環(huán)境獲取部分8，以及支撐框架5下部的數(shù)據(jù)處理部分9；本裝置能夠利用人機交互及環(huán)境獲取部分8對到達某一指定工業(yè)機器人的路徑進行規(guī)劃，獲取前進過程中的障礙物的大小及位置信息，通過驅(qū)動輪6的帶動，能夠順利移動到目標機器人處；到達目標機器人后能夠依據(jù)已經(jīng)獲得的關(guān)節(jié)位置信息對無線傳感器采集設(shè)備3和無線傳感器采集設(shè)備4進行高度及角度的調(diào)整，從而接收關(guān)節(jié)處無線傳感器發(fā)出的故障信號，并且將得到的信號會傳輸給數(shù)據(jù)處理部分9進行相關(guān)的分析計算。

如圖3所示，所述的人機交互及環(huán)境獲取部分包括電源模塊10、顯示器11、操作箱模塊12、環(huán)境獲取模塊13，環(huán)境獲取模塊13中包括紅外接近傳感器14和位移傳感器15；顯示器11會為設(shè)備操作人員提供目前測量工業(yè)機器人關(guān)節(jié)的位置信息以及下一目標的位置信息，操作箱模塊12內(nèi)置人機交互接口，能夠獲得設(shè)備使用人員發(fā)出的指令，同時也可以通過網(wǎng)絡(luò)向操作箱模塊12提供下一目標的位置信息，便于設(shè)備的移 動；所述的環(huán)境獲取模塊13中包含紅外接近傳感器14以及位移傳感器15，用于對前方到達目標機器人的路況進行監(jiān)測，及時得到前方有無障礙物以及障礙物的具體位置，便于前行時的路徑規(guī)劃，實現(xiàn)工業(yè)車間中的無人操作。

如圖4所示，所述的電源模塊16利用導(dǎo)線與14位A/D轉(zhuǎn)換器17、ARM處理器18以及本地存儲裝置19相連接，用于對獲得的關(guān)節(jié)部位信號進行數(shù)據(jù)處理與計算，本地存儲裝置19分別與LED燈20、無線電通信模塊21、語音裝置22相連接；已獲得的信號通過14位A/D轉(zhuǎn)換器17處理之后，輸送到ARM處理器18中進行相關(guān)的計算，將得到的信號存儲于本地存儲裝置19以便于今后相關(guān)技術(shù)人員對故障信息的進一步研究，若發(fā)生故障則LED燈20會立即亮起發(fā)出警號，同時語音裝置22也會提示已發(fā)生故障的類型以及故障所處的具體位置，無線電通信模塊21將會把檢測到的實時信息立即發(fā)送到檢測人員的電腦系統(tǒng)，便于相關(guān)技術(shù)人員對該處機器人關(guān)節(jié)的故障實施及時的維修。

所述的無線傳感器采集設(shè)備3通過旋轉(zhuǎn)盤7與支撐框架5相連接；可以實現(xiàn)在支撐框架5垂直方向的位置變換，同時能夠進行360度的旋轉(zhuǎn)，以匹配檢測目標的機器人關(guān)節(jié)位置。

所述的環(huán)境獲取模塊13中包含紅外接近傳感器14以及位移傳感器15；用于對前方到達目標機器人的路況進行監(jiān)測，及時得到前方有無障礙物以及障礙物的具體位置，便于前行時的路徑規(guī)劃，實現(xiàn)工業(yè)車間中的無人操作。

本實用新型的有益效果是：

1、設(shè)備利用率高：由于其支撐框架上的無線傳感器采集設(shè)備能夠根據(jù)不同 的機器人對象進行位置調(diào)節(jié)，因此使用一個移動平臺就可以完成對工業(yè)生產(chǎn)車間中多個機器人的關(guān)節(jié)部位進行故障檢測。

2、綜合成本低：能夠?qū)崿F(xiàn)在車間流水線上的多個工業(yè)機器人利用同一檢驗設(shè)備進行故障檢測，所需要的投資規(guī)模遠遠低于以往對每個工業(yè)機器人的每一關(guān)節(jié)進行故障診斷的費用。

3、均可以滿足有無值守人員的工作情況：本設(shè)備可以做到自動巡檢，在有無值守人員的車間工作狀態(tài)都可以對多機器人關(guān)節(jié)進行故障的檢測與診斷。

4、及時反饋準確定位：本實用新型實現(xiàn)了對于機器人故障關(guān)節(jié)處的故障類型識別，能夠?qū)崟r顯示故障的類別信息并向監(jiān)控人員發(fā)出警告，大大降低了技術(shù)人員在報警后再去查找、分析機器人關(guān)節(jié)故障原因的困難程度，對于減少人力物力的損耗，防止發(fā)生安全事故具有重要的意義。

以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定的保護范圍為準。