一种多工业机器人关节故障巡检诊断装置的制作方法

本实用新型涉及一种多工业机器人关节故障巡检诊断装置。

背景技术：

工业机器人是最典型的机电一体数字化装备，其技术附加值很高，应用范围广泛，在焊接、码垛、分拣、码头及高危工作环境中替代人力的作用日渐凸显。同时，随着工业生产的快速发展，针对单个机器人能力的局限性，人们希望机器人能够更高效地、并行地完成相应的操作任务。因此，多机器人系统应运而生。自80年代以来，由于其具有许多单机器人系统所没有的优点，如空间上的分布性、功能上的分布性、执行任务时的并行性等，很大程度上被应用于大规模的工业生产过程中。

然而由于工业机器人长期处于高强度、频繁和重复运行状态下，多工业机器人性能和健康状态不可避免地会发生退化，在一条流水线上常常会出现某个机器人发生故障的情况。而故障的发生大部分来自于机器人关节的不断磨损以及间隙增加，这会致使定位精度和重复定位精度降低。如果在生产流水作业上某一机器人的关节部位出现精度稍差或可靠性降低的故障，将会很大程度上影响整个流水线上产品的生产及其与工业机器人的工作，降低系统的性能，产生难以挽回的重大后果。

因此，便捷高效地实现多工业机器人的工况检测和故障诊断，是提高多工业机器人系统可靠性和稳定性，使其高效健康运转的重要保证。但是对于生产流水线上的多工业机器人来说，把每一个工作环节上的机器人关节进行实时监控是一个庞大、复杂、耗时的工程。在目前的工业生产实践中，多依靠大量的检测人员和庞大的检测系统对流水线上的每一机器人关节进行单个故障检测， 同时技术人员凭借经验对获得的故障数据进行处理分析，最终得到某一机器人的故障发生位置及故障类型。为此，本实用新型专利采用一种多工业机器人关节故障巡检诊断装置，实现对多工业机器人关节的故障诊断并及时确定故障类型。

技术实现要素：

本实用新型主要解决现有技术所存在的技术缺陷及技术问题，从而提供一种实现对于多工业机器人关节部位的故障诊断与类型识别的多工业机器人关节故障巡检诊断装置。

本实用新型是一种多工业机器人关节故障巡检诊断装置，包括支撑框架、驱动轮、无线传感器采集设备、旋转盘、电源模块、14位A/D转换器、ARM处理器、本地存储装置、LED灯、无线电通信模块、语音装置、显示器、操作箱模块、环境获取模块、红外接近传感器、位移传感器，所述驱动轮安装在支撑框架底部，无线传感器采集设备利用旋转盘安装于支撑框架上，电源模块分别与显示器、操作箱模块、环境获取模块相连，环境获取模块中包括红外接近传感器和位移传感器，电源模块连接14位A/D转换器、ARM处理器以及本地存储装置，本地存储装置分别与LED灯、无线电通信模块、语音装置相连。

作为优选，所述的无线传感器采集设备通过旋转盘与支撑框架相连接；可以实现在支撑框架垂直方向的位置变换，同时能够进行360度的旋转，以匹配检测目标的机器人关节位置。

作为优选，所述的环境获取模块中包含红外接近传感器以及位移传感器；用于对前方到达目标机器人的路况进行监测，及时得到前方有无障碍物以及障碍物的具体位置，便于前行时的路径规划，实现工业车间中的无人操作。

本实用新型的有益效果是：

1、设备利用率高：由于其支撑框架上的无线传感器采集设备能够根据不同的机器人对象进行位置调节，因此使用一个移动平台就可以完成对工业生产车间中多个机器人的关节部位进行故障检测。

2、综合成本低：能够实现在车间流水线上的多个工业机器人利用同一检验设备进行故障检测，所需要的投资规模远远低于以往对每个工业机器人的每一关节进行故障诊断的费用。

3、均可以满足有无值守人员的工作情况：本设备可以做到自动巡检，在有无值守人员的车间工作状态都可以对多机器人关节进行故障的检测与诊断。

4、及时反馈准确定位：本实用新型实现了对于机器人故障关节处的故障类型识别，能够实时显示故障的类别信息并向监控人员发出警告，大大降低了技术人员在报警后再去查找、分析机器人关节故障原因的困难程度，对于减少人力物力的损耗，防止发生安全事故具有重要的意义。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型多工业机器人关节结构示意图。

图2为本实用新型多工业机器人关节故障巡检诊断装置结构示意图。

图3为本实用新型人机交互及环境获取部分模块示意图。

图4为本实用新型数据处理部分模块示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1所示，在关节1、关节2处设置有无线传感器，由于采集关节的相关震动信息，并且无线传感器能够将采集到的信号，在有无线局域网覆盖的环境中传送给多工业机器人关节故障巡检诊断装置上的无线传感器接收装置3、4。

如图2示，所述多工业机器人关节故障巡检诊断装置包括支撑框架5、驱动轮6、无线传感器采集设备3和无线传感器采集设备4、旋转盘7，支撑框架5上部的人机交互及环境获取部分8，以及支撑框架5下部的数据处理部分9；本装置能够利用人机交互及环境获取部分8对到达某一指定工业机器人的路径进行规划，获取前进过程中的障碍物的大小及位置信息，通过驱动轮6的带动，能够顺利移动到目标机器人处；到达目标机器人后能够依据已经获得的关节位置信息对无线传感器采集设备3和无线传感器采集设备4进行高度及角度的调整，从而接收关节处无线传感器发出的故障信号，并且将得到的信号会传输给数据处理部分9进行相关的分析计算。

如图3所示，所述的人机交互及环境获取部分包括电源模块10、显示器11、操作箱模块12、环境获取模块13，环境获取模块13中包括红外接近传感器14和位移传感器15；显示器11会为设备操作人员提供目前测量工业机器人关节的位置信息以及下一目标的位置信息，操作箱模块12内置人机交互接口，能够获得设备使用人员发出的指令，同时也可以通过网络向操作箱模块12提供下一目标的位置信息，便于设备的移 动；所述的环境获取模块13中包含红外接近传感器14以及位移传感器15，用于对前方到达目标机器人的路况进行监测，及时得到前方有无障碍物以及障碍物的具体位置，便于前行时的路径规划，实现工业车间中的无人操作。

如图4所示，所述的电源模块16利用导线与14位A/D转换器17、ARM处理器18以及本地存储装置19相连接，用于对获得的关节部位信号进行数据处理与计算，本地存储装置19分别与LED灯20、无线电通信模块21、语音装置22相连接；已获得的信号通过14位A/D转换器17处理之后，输送到ARM处理器18中进行相关的计算，将得到的信号存储于本地存储装置19以便于今后相关技术人员对故障信息的进一步研究，若发生故障则LED灯20会立即亮起发出警号，同时语音装置22也会提示已发生故障的类型以及故障所处的具体位置，无线电通信模块21将会把检测到的实时信息立即发送到检测人员的电脑系统，便于相关技术人员对该处机器人关节的故障实施及时的维修。

所述的无线传感器采集设备3通过旋转盘7与支撑框架5相连接；可以实现在支撑框架5垂直方向的位置变换，同时能够进行360度的旋转，以匹配检测目标的机器人关节位置。

所述的环境获取模块13中包含红外接近传感器14以及位移传感器15；用于对前方到达目标机器人的路况进行监测，及时得到前方有无障碍物以及障碍物的具体位置，便于前行时的路径规划，实现工业车间中的无人操作。

本实用新型的有益效果是：

1、设备利用率高：由于其支撑框架上的无线传感器采集设备能够根据不同 的机器人对象进行位置调节，因此使用一个移动平台就可以完成对工业生产车间中多个机器人的关节部位进行故障检测。

2、综合成本低：能够实现在车间流水线上的多个工业机器人利用同一检验设备进行故障检测，所需要的投资规模远远低于以往对每个工业机器人的每一关节进行故障诊断的费用。

3、均可以满足有无值守人员的工作情况：本设备可以做到自动巡检，在有无值守人员的车间工作状态都可以对多机器人关节进行故障的检测与诊断。

4、及时反馈准确定位：本实用新型实现了对于机器人故障关节处的故障类型识别，能够实时显示故障的类别信息并向监控人员发出警告，大大降低了技术人员在报警后再去查找、分析机器人关节故障原因的困难程度，对于减少人力物力的损耗，防止发生安全事故具有重要的意义。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。