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

背景技術(shù)：

工業(yè)機(jī)器人是最典型的機(jī)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(shí)，隨著工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，針對(duì)單個(gè)機(jī)器人能力的局限性，人們希望機(jī)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(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。自80年代以來(lái)，由于其具有許多單機(jī)器人系統(tǒng)所沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)，如空間上的分布性、功能上的分布性、執(zhí)行任務(wù)時(shí)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(guò)程中。

然而由于工業(yè)機(jī)器人長(zhǎng)期處于高強(qiáng)度、頻繁和重復(fù)運(yùn)行狀態(tài)下，多工業(yè)機(jī)器人性能和健康狀態(tài)不可避免地會(huì)發(fā)生退化，在一條流水線上常常會(huì)出現(xiàn)某個(gè)機(jī)器人發(fā)生故障的情況。而故障的發(fā)生大部分來(lái)自于機(jī)器人關(guān)節(jié)的不斷磨損以及間隙增加，這會(huì)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(jī)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(huì)很大程度上影響整個(gè)流水線上產(chǎn)品的生產(chǎn)及其與工業(yè)機(jī)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(shí)現(xiàn)多工業(yè)機(jī)器人的工況檢測(cè)和故障診斷，是提高多工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性，使其高效健康運(yùn)轉(zhuǎn)的重要保證。但是對(duì)于生產(chǎn)流水線上的多工業(yè)機(jī)器人來(lái)說(shuō)，把每一個(gè)工作環(huán)節(jié)上的機(jī)器人關(guān)節(jié)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控是一個(gè)龐大、復(fù)雜、耗時(shí)的工程。在目前的工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中，多依靠大量的檢測(cè)人員和龐大的檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)流水線上的每一機(jī)器人關(guān)節(jié)進(jìn)行單個(gè)故障檢測(cè)， 同時(shí)技術(shù)人員憑借經(jīng)驗(yàn)對(duì)獲得的故障數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，最終得到某一機(jī)器人的故障發(fā)生位置及故障類型。為此，本實(shí)用新型專利采用一種多工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)故障巡檢診斷裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)多工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)的故障診斷并及時(shí)確定故障類型。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)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(wèn)題，從而提供一種實(shí)現(xiàn)對(duì)于多工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)部位的故障診斷與類型識(shí)別的多工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)故障巡檢診斷裝置。

本實(shí)用新型是一種多工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)故障巡檢診斷裝置，包括支撐框架、驅(qū)動(dòng)輪、無(wú)線傳感器采集設(shè)備、旋轉(zhuǎn)盤(pán)、電源模塊、14位A/D轉(zhuǎn)換器、ARM處理器、本地存儲(chǔ)裝置、LED燈、無(wú)線電通信模塊、語(yǔ)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(dòng)輪安裝在支撐框架底部，無(wú)線傳感器采集設(shè)備利用旋轉(zhuǎn)盤(pán)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(chǔ)裝置，本地存儲(chǔ)裝置分別與LED燈、無(wú)線電通信模塊、語(yǔ)音裝置相連。

作為優(yōu)選，所述的無(wú)線傳感器采集設(shè)備通過(guò)旋轉(zhuǎn)盤(pán)與支撐框架相連接；可以實(shí)現(xiàn)在支撐框架垂直方向的位置變換，同時(shí)能夠進(jìn)行360度的旋轉(zhuǎn)，以匹配檢測(cè)目標(biāo)的機(jī)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(duì)前方到達(dá)目標(biāo)機(jī)器人的路況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)得到前方有無(wú)障礙物以及障礙物的具體位置，便于前行時(shí)的路徑規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)工業(yè)車(chē)間中的無(wú)人操作。

本實(shí)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(wú)線傳感器采集設(shè)備能夠根據(jù)不同的機(jī)器人對(duì)象進(jìn)行位置調(diào)節(jié)，因此使用一個(gè)移動(dòng)平臺(tái)就可以完成對(duì)工業(yè)生產(chǎn)車(chē)間中多個(gè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)部位進(jìn)行故障檢測(cè)。

2、綜合成本低：能夠?qū)崿F(xiàn)在車(chē)間流水線上的多個(gè)工業(yè)機(jī)器人利用同一檢驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行故障檢測(cè)，所需要的投資規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于以往對(duì)每個(gè)工業(yè)機(jī)器人的每一關(guān)節(jié)進(jìn)行故障診斷的費(fèi)用。

3、均可以滿足有無(wú)值守人員的工作情況：本設(shè)備可以做到自動(dòng)巡檢，在有無(wú)值守人員的車(chē)間工作狀態(tài)都可以對(duì)多機(jī)器人關(guān)節(jié)進(jìn)行故障的檢測(cè)與診斷。

4、及時(shí)反饋準(zhǔn)確定位：本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了對(duì)于機(jī)器人故障關(guān)節(jié)處的故障類型識(shí)別，能夠?qū)崟r(shí)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(bào)警后再去查找、分析機(jī)器人關(guān)節(jié)故障原因的困難程度，對(duì)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(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)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(shí)用新型多工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型多工業(yè)機(jī)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(shí)用新型人機(jī)交互及環(huán)境獲取部分模塊示意圖。

圖4為本實(shí)用新型數(shù)據(jù)處理部分模塊示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)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(wú)線傳感器，由于采集關(guān)節(jié)的相關(guān)震動(dòng)信息，并且無(wú)線傳感器能夠?qū)⒉杉降男盘?hào)，在有無(wú)線局域網(wǎng)覆蓋的環(huán)境中傳送給多工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)故障巡檢診斷裝置上的無(wú)線傳感器接收裝置3、4。

如圖2示，所述多工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)故障巡檢診斷裝置包括支撐框架5、驅(qū)動(dòng)輪6、無(wú)線傳感器采集設(shè)備3和無(wú)線傳感器采集設(shè)備4、旋轉(zhuǎn)盤(pán)7，支撐框架5上部的人機(jī)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(jī)交互及環(huán)境獲取部分8對(duì)到達(dá)某一指定工業(yè)機(jī)器人的路徑進(jìn)行規(guī)劃，獲取前進(jìn)過(guò)程中的障礙物的大小及位置信息，通過(guò)驅(qū)動(dòng)輪6的帶動(dòng)，能夠順利移動(dòng)到目標(biāo)機(jī)器人處；到達(dá)目標(biāo)機(jī)器人后能夠依據(jù)已經(jīng)獲得的關(guān)節(jié)位置信息對(duì)無(wú)線傳感器采集設(shè)備3和無(wú)線傳感器采集設(shè)備4進(jìn)行高度及角度的調(diào)整，從而接收關(guān)節(jié)處無(wú)線傳感器發(fā)出的故障信號(hào)，并且將得到的信號(hào)會(huì)傳輸給數(shù)據(jù)處理部分9進(jìn)行相關(guān)的分析計(jì)算。

如圖3所示，所述的人機(jī)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(huì)為設(shè)備操作人員提供目前測(cè)量工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)的位置信息以及下一目標(biāo)的位置信息，操作箱模塊12內(nèi)置人機(jī)交互接口，能夠獲得設(shè)備使用人員發(fā)出的指令，同時(shí)也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向操作箱模塊12提供下一目標(biāo)的位置信息，便于設(shè)備的移 動(dòng)；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(duì)前方到達(dá)目標(biāo)機(jī)器人的路況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)得到前方有無(wú)障礙物以及障礙物的具體位置，便于前行時(shí)的路徑規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)工業(yè)車(chē)間中的無(wú)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(chǔ)裝置19相連接，用于對(duì)獲得的關(guān)節(jié)部位信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與計(jì)算，本地存儲(chǔ)裝置19分別與LED燈20、無(wú)線電通信模塊21、語(yǔ)音裝置22相連接；已獲得的信號(hào)通過(guò)14位A/D轉(zhuǎn)換器17處理之后，輸送到ARM處理器18中進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算，將得到的信號(hào)存儲(chǔ)于本地存儲(chǔ)裝置19以便于今后相關(guān)技術(shù)人員對(duì)故障信息的進(jìn)一步研究，若發(fā)生故障則LED燈20會(huì)立即亮起發(fā)出警號(hào)，同時(shí)語(yǔ)音裝置22也會(huì)提示已發(fā)生故障的類型以及故障所處的具體位置，無(wú)線電通信模塊21將會(huì)把檢測(cè)到的實(shí)時(shí)信息立即發(fā)送到檢測(cè)人員的電腦系統(tǒng)，便于相關(guān)技術(shù)人員對(duì)該處機(jī)器人關(guān)節(jié)的故障實(shí)施及時(shí)的維修。

所述的無(wú)線傳感器采集設(shè)備3通過(guò)旋轉(zhuǎn)盤(pán)7與支撐框架5相連接；可以實(shí)現(xiàn)在支撐框架5垂直方向的位置變換，同時(shí)能夠進(jìn)行360度的旋轉(zhuǎn)，以匹配檢測(cè)目標(biāo)的機(jī)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(duì)前方到達(dá)目標(biāo)機(jī)器人的路況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)得到前方有無(wú)障礙物以及障礙物的具體位置，便于前行時(shí)的路徑規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)工業(yè)車(chē)間中的無(wú)人操作。

本實(shí)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(wú)線傳感器采集設(shè)備能夠根據(jù)不同 的機(jī)器人對(duì)象進(jìn)行位置調(diào)節(jié)，因此使用一個(gè)移動(dòng)平臺(tái)就可以完成對(duì)工業(yè)生產(chǎn)車(chē)間中多個(gè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)部位進(jìn)行故障檢測(cè)。

2、綜合成本低：能夠?qū)崿F(xiàn)在車(chē)間流水線上的多個(gè)工業(yè)機(jī)器人利用同一檢驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行故障檢測(cè)，所需要的投資規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于以往對(duì)每個(gè)工業(yè)機(jī)器人的每一關(guān)節(jié)進(jìn)行故障診斷的費(fèi)用。

3、均可以滿足有無(wú)值守人員的工作情況：本設(shè)備可以做到自動(dòng)巡檢，在有無(wú)值守人員的車(chē)間工作狀態(tài)都可以對(duì)多機(jī)器人關(guān)節(jié)進(jìn)行故障的檢測(cè)與診斷。

4、及時(shí)反饋準(zhǔn)確定位：本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了對(duì)于機(jī)器人故障關(guān)節(jié)處的故障類型識(shí)別，能夠?qū)崟r(shí)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(bào)警后再去查找、分析機(jī)器人關(guān)節(jié)故障原因的困難程度，對(duì)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(shí)用新型的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。