一种传感器故障诊断装置的制作方法

本实用新型具体涉及一种传感器故障诊断装置。

背景技术：

工业机器人是最典型的机电一体数字化装备，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。工业机器人能够通过传感器感知外部环境和自身状态信息，保证其在复杂环境中快速、高精度、长时间的工作。传感器系统是工业机器人控制系统中至关重要的一环，它不仅能够使工业机器人具备类似人类的知觉功能和反应能力，而且在机器人状态的实时监测中发挥着关键作用。

由于工业机器人工作环境的特殊性和复杂性，传感器故障引起的失效现象时有发生，并且传感器的此类故障并不易被及时察觉。如果由于传感器本身出现精度稍差或者可靠性降低的故障，轻则导致当前机器人工作无法正常运行，重则还会造成严重事故，很大程度上影响整个工业机器人系统的性能，产生难以挽回的重大后果。

因此，对传感器自身的故障诊断，是提高工业机器人可靠性和稳定性，使其高效健康运转的重要保证。在现有技术中，当传感器发生故障时，一般要依靠技术人员凭借经验，通过检查线路或者测量传感器的电压、电流以及查看机械装置的情况来判断故障的发生位置以及故障类型。这种方法往往费时费力，而且由于工业机器人有些功能会包含多个传感器种类，利用传统方法很难判断发生故障的传感器究竟是哪一个。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种实现了对于工业机器人传感 器的故障诊断与类型识别的传感器故障诊断装置。

为了解决上述的问题本实用新型的采用的技术以及方法如下：

一种传感器故障诊断装置，用于工业机器人，包括电源模块、传感器模块、逻辑控制模块、14位A/D转换器、ARM处理器、状态显示模块和故障类型匹配模块，所述电源模块分别与传感器模块、逻辑控制模块、14位A/D转换器、ARM处理器和状态显示模块连接，所述传感器模块、逻辑控制模块、14位A/D转换器、ARM处理器和状态显示模块依次连接，所述故障类型匹配模块分别与ARM处理器和状态显示模块连接。

作为优选，所述传感器模块安装于工业机器人的关节位置。

作为优选，所述传感器模块包括有传感器a和传感器b。

作为优选，所述传感器b设有两个。

作为优选，所述逻辑控制模块内包括有一个以上的开关控制装置。

作为优选，所述ARM处理器为ARM10e型号ARM处理器。

随着信息技术、传感技术、控制技术、人工智能技术等的不断发展与应用，使得对于工业机器人传感器系统的实时检测、实时处理、实时控制成为可能；为此，本方案采用硬件冗余方法，设计了工业机器人传感器故障诊断装置，以实现工业机器人传感器的故障诊断并及时确定故障类型。

本实用新型的有益效果为：能够对机器人关节部位进行健康状态监控，实时显示工业机器人的健康状态，提高机器人的安全性能；可以在诊断出工业机器人上装载的传感器故障，并通过逻辑控制模块定位故障传感器的准确位置；实现了对于故障传感器的故障类型识别，能够实时显示故障传感器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、分析传感器故障原因的工作困难，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

图1为本实用新型的整体结构图；

图2为本实用新型的传感器模块与逻辑控制模块的连接电路图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，但它们并不是对本实用新型技术方案的限定，基于本实用新型教导所做出的任何变换，均落在本实用新型的保护范围。

参阅图1-2所示，一种传感器故障诊断装置，用于工业机器人，包括电源模块、传感器模块、逻辑控制模块、14位A/D转换器、ARM处理器、状态显示模块和故障类型匹配模块，所述电源模块分别与传感器模块、逻辑控制模块、14位A/D转换器、ARM处理器和状态显示模块连接，所述传感器模块、逻辑控制模块、14位A/D转换器、ARM处理器和状态显示模块依次连接，所述故障类型匹配模块分别与ARM处理器和状态显示模块连接，所述的故障类型匹配模块中含有接入传感器的各种故障类型参考信号，用于在故障诊断过程中与实时传入的信号进行比对匹配，及时获得传感器的故障类型，当传感器模块未发生故障时，状态显示模块将显示工业机器人该关节处的健康状态，当判断出传感器模块出现故障时，状态显示模块将显示故障传感器位置，并立即向监控技术人员发出警告。

所述传感器模块安装于工业机器人的关节位置，对关节部分进行监控。

所述传感器模块包括有传感器a和传感器b，传感器a和传感器b为不同类型传感器。

所述传感器b设有两个，其中一个作为冗余备份，另一用于检测工业机器 人关节健康状态，在没有逻辑控制模块发出指令前，不连接到电路中。

所述逻辑控制模块内包括有一个以上的开关控制装置，用于控制不同传感器接入电路。

所述ARM处理器为ARM10e型号ARM处理器。

使用方法：

在运动状态工业机器人关节处，启动逻辑控制模块，闭合开关，使传感器a和传感器b接入电路；利用传感器a和传感器b测得工业机器人关节处的声音及振动信号，启动A/D转换模块将连续的信号转换成便于处理的数字信号后，传递到与A/D转换模块相连的型号为ARM10e的ARM处理器中，进行相应的运算与分析处理，如果得到的健康状态一致，那么将工业机器人关节的健康状态监测结果输出到状态显示模块上；如果在ARM处理器中，两传感器信号分析结果不同，则说明传感器模块中出现了传感器故障；重新调用逻辑控制模块，使开关11断开，开关闭合，即将冗余的传感器连入电路，再次通过A/D转换模块与ARM处理器进行变换运算，如果由两传感器b得到的健康状态一致，则说明传感器a发生故障；如果两传感器b得到的健康状态不同，则说明其中一传感器b发生故障；将发生故障的传感器信号输入到与型号为ARM10e的ARM处理器相连的故障类型匹配模块中，与故障类型匹配模块中的故障数据库进行比对匹配，得到该传感器的故障类型信息；将故障类型信息输入到与故障类型匹配模块相连的状态显示模块中，在状态显示模块上显示出发生故障的传感器位置及其故障类型，并向远程监控人员发出紧急警报，便于相关技术人员对传感器系统中的故障传感器实施及时的维修或替换方案。

本实用新型的有益效果为：能够对机器人关节部位进行健康状态监控，实时显示工业机器人的健康状态，提高机器人的安全性能；可以在诊断出工业机 器人上装载的传感器故障，并通过逻辑控制模块定位故障传感器的准确位置；实现了对于故障传感器的故障类型识别，能够实时显示故障传感器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、分析传感器故障原因的工作困难，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。