基于力反馈的探测器抽拔力控制方法及系统与流程

本发明涉及自动控制技术领域，尤其涉及一种基于力反馈的探测器抽拔力控制方法及系统。

背景技术：

在核电机器人领域，探测器的更换通常是借助于人力和起重工具进行更换，由于核电探测器自重较大，在抽出时又要克服很大的非线性摩擦力，严重影响更换探测器时的成功率和时间效率，进一步更会带来工人作业时间过长、辐射剂量增大等无法预料的后果。因此，在生物屏蔽板上的一种无人操作是当前核电机器人领域的研究重点。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种基于力反馈的探测器抽拔力控制方法及系统，通过力传感器反馈的抽拔力，结合当前的抽拔阶段控制抽拔电机输出合适当前抽拔阶段的抽拔力，可以保证自动抽拔探测器时力的柔性控制。

本发明实施例第一方面提供了一种基于力反馈的探测器抽拔力控制方法，可包括：

基于力传感器获取抽拔电机抽当前拔探测器时的抽拔力；

获取探测器当前被抽拔出的抽出距离，根据抽出距离确定探测器当前所处的抽拔阶段；

结合抽拔力和抽拔阶段，控制抽拔电机输出当前工作模式对应的抽拔力。

在一种可能的设计中，在结合抽拔力和抽拔阶段，控制抽拔电机输出当前工作模式对应的抽拔力时，上述控制方法还包括：

获取抽拔阶段对应的抽拔电机的当前工作模式对应的抽拔力范围；

当抽拔力在抽拔力范围内时，控制抽拔电机继续按照抽拔力抽出探测器；

当抽拔力不在抽拔力范围内时，根据抽拔力范围调整抽拔电机输出的抽拔力。

在一种可能的设计中，上述控制方法还包括：

当抽拔力大于针对抽拔阶段设置的抽拔力阈值时，输出告警提示信息。

在一种可能的设计中：

抽拔阶段包括第一抽拔阶段和第二抽拔阶段，第一抽拔阶段的抽拔阻力大于第二抽拔阶段的抽拔阻力。

在一种可能的设计中：

工作模式包括电流工作模式和位置工作模式，第一抽拔阶段对应电流工作模式，第二抽拔阶段对应位置工作模式。

本发明实施例第二方面提供了一种基于力反馈的探测器抽拔力控制系统，可包括：

抽拔力获取模块，用于基于力传感器获取抽拔电机抽当前拔探测器时的抽拔力；

阶段确定模块，用于获取探测器当前被抽拔出的抽出距离，根据抽出距离确定探测器当前所处的抽拔阶段；

输出控制模块，用于结合抽拔力和抽拔阶段，控制抽拔电机输出当前工作模式对应的抽拔力。

在一种可能的设计中，输出控制模块包括：

范围获取单元，用于获取抽拔阶段对应的抽拔电机的当前工作模式对应的抽拔力范围；

第一控制单元，用于当抽拔力在抽拔力范围内时，控制抽拔电机继续按照抽拔力抽出探测器；

第二控制单元，用于当抽拔力不在抽拔力范围内时，根据抽拔力范围调整抽拔电机输出的抽拔力。

在一种可能的设计中，上述控制系统还包括：

告警输出模块，用于当抽拔力大于针对抽拔阶段设置的抽拔力阈值时，输出告警提示信息。

在一种可能的设计中：

抽拔阶段包括第一抽拔阶段和第二抽拔阶段，第一抽拔阶段的抽拔阻力大于第二抽拔阶段的抽拔阻力。

在一种可能的设计中：

工作模式包括电流工作模式和位置工作模式，第一抽拔阶段对应电流工作模式，第二抽拔阶段对应位置工作模式。

在本发明实施例中，通过力传感器反馈的抽拔力，结合当前的抽拔阶段控制抽拔电机输出合适当前抽拔阶段的抽拔力，保证了自动抽拔探测器时对抽拔力的柔性控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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。

图1是本发明实施例提供的一种基于力反馈的探测器抽拔力控制方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的一种基于力反馈的探测器抽拔力控制系统的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的输出控制模块的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

下面将结合附图1，对本发明实施例提供的基于力反馈的探测器抽拔力控制方法进行详细介绍。

请参见图1，为本发明实施例提供了一种基于力反馈的探测器抽拔力控制方法的流程示意图。如图1所示，本发明实施例的所述方法可以包括以下步骤s101-步骤s103。

s101，基于力传感器获取抽拔电机抽当前拔探测器时的抽拔力。

需要说明的是，上述控制系统可以利用抱紧电机抱紧探测器，得到稳定的连接，在稳定连接的基础上进行抽拔力的控制输出。

具体实现中，控制系统可以基于力传感器获取抽拔电机抽当前拔探测器时的抽拔力。

s102，获取探测器当前被抽拔出的抽出距离，根据抽出距离确定探测器当前所处的抽拔阶段。

具体的，控制系统可以获取探测器当前被抽拔出的抽出距离，根据抽出距离确定探测器当前所处的抽拔阶段。可以理解的是，上述抽出距离可以是探测器被抽出当前作业位置的距离，例如，探测器长8m，当探测器在工作状态时，整个都处于动作区域内，当探测器被抽出时，可以被抽出4m的距离。

在可选实施例中，上述抽拔阶段可以包括第一抽拔阶段和第二抽拔阶段，可以根据探测器的整体的长度确定划分探测器被抽出时所处的不同阶段，例如，探测器长10m，可以在抽出距离小于40cm时，认为探测器当前处于第一抽拔阶段，在抽出距离大于或等于40cm时，认为探测器当前处于第二抽拔阶段。

s103，结合抽拔力和抽拔阶段，控制抽拔电机输出当前工作模式对应的抽拔力。

需要说明的是，上述第一抽拔阶段的抽拔阻力大于第二抽拔阶段的抽拔阻力，因此，在不同的抽拔阶段，抽拔电机需要输出不同的抽拔力。

具体实现中，控制系统可以结合抽拔力和抽拔阶段，控制抽拔电机输出当前工作模式对应的抽拔力。

在可选实施例中，控制系统可以获取抽拔阶段对应的抽拔电机的当前工作模式对应的抽拔力范围，进一步的，当抽拔力在上述抽拔力范围内时，可以控制抽拔电机继续按照该抽拔力抽出探测器，当抽拔力不在抽拔力范围内时，可以根据抽拔力范围调整抽拔电机输出的抽拔力。可选的，可以以500n为基础抽拔力，在上述抽拔力控制范围内逐渐增大，直至探测器发生向上的位移。

可以理解的是，上述抽拔电机在抽拔探测器时可以采用两种工作模式：电流工作模式和位置工作模式。上述第一抽拔阶段对应电流工作模式，第二抽拔阶段对应位置工作模式。在电流工作模式下，可以利用抽拔电机的torque-mode对电流量进行闭环控制；在位置工作模式，可以利用电机的position-mode对位置量进行闭环控制。上述两种工作模式均是利用抽拔电机带动传动机构工作的。

需要说明的是，在上述不同的工作模式下抽拔电机对应不同的抽拔力范围，例如，电流工作模式下抽拔力范围为a-b，位置工作模式下抽拔力范围为c-d，可以理解的是，根据抽拔阻力的不同，范围a-b可以大于范围c-d内的抽拔力数值。可选的，不同工作模式下的抽拔力的范围可以重叠，例如，电流工作模式下抽拔力范围为a-d，位置工作模式下抽拔力范围为c-f。

可以理解的是，探测器具有一定的力度承受能力，当超出可承受范围时，会损坏探测器。可选的，控制系统可以在抽拔力大于预设抽拔力阈值时，输出告警提示信息，上述抽拔力阈值可以是探测器可承受的力度范围，例如可以是500n-800n。

在本发明实施例中，通过力传感器反馈的抽拔力，结合当前的抽拔阶段控制抽拔电机输出合适当前抽拔抽拔阶段的抽拔力，保证了自动抽拔探测器时对抽拔力的柔性控制。

下面将结合附图2和附图3，对本发明实施例提供的基于力反馈的探测器抽拔力控制系统进行详细介绍。需要说明的是，附图2和附图3所示的控制系统，用于执行本发明图1所示实施例的方法，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，具体技术细节未揭示的，请参照本发明1所示的实施例。

请参见图2，为本发明实施例提供了一种基于力反馈的探测器抽拔力控制系统的结构示意图。如图2所示，本发明实施例的所述控制系统10可以包括：抽拔力获取模块101、阶段确定模块102、输出控制模块103和告警输出模块104。其中，输出控制模块103可以包括范围获取单元1031、第一控制单元1032和第二控制单元1033。

抽拔力获取模块101，用于基于力传感器获取抽拔电机抽当前拔探测器时的抽拔力。

需要说明的是，上述控制系统10可以利用抱紧电机抱紧探测器，得到稳定的连接，在稳定连接的基础上进行抽拔力的控制输出。

具体实现中，抽拔力获取模块101可以基于力传感器获取抽拔电机抽当前拔探测器时的抽拔力。

阶段确定模块102，用于获取探测器当前被抽拔出的抽出距离，根据抽出距离确定探测器当前所处的抽拔阶段。

具体实现中，阶段确定模块102可以获取探测器当前被抽拔出的抽出距离，根据抽出距离确定探测器当前所处的抽拔阶段。可以理解的是，上述抽出距离可以是探测器被抽出当前作业位置的距离，例如，探测器长10m，当探测器在工作状态时，整个都处于动作区域内，当探测器被抽出时，可以被抽出3m的距离。

在可选实施例中，上述抽拔阶段可以包括第一抽拔阶段和第二抽拔阶段，可以根据探测器的整体的长度确定划分探测器被抽出时所处的不同阶段，例如，探测器长10m，可以在抽出距离小于40cm时，认为探测器当前处于第一抽拔阶段，在抽出距离大于或等于40cm时，认为探测器当前处于第二抽拔阶段。

输出控制模块103，用于结合抽拔力和抽拔阶段，控制抽拔电机输出当前工作模式对应的抽拔力。

需要说明的是，上述第一抽拔阶段的抽拔阻力大于第二抽拔阶段的抽拔阻力，因此，在不同的抽拔阶段，抽拔电机需要输出不同的抽拔力。

具体实现中，输出控制模块103可以结合抽拔力和抽拔阶段，控制抽拔电机输出当前工作模式对应的抽拔力。

在可选实施例中，输出控制模块103可以包括如图3所示的范围获取单元1031、第一控制单元1032和第二控制单元1033。

具体实现中，范围获取单元1031可以获取抽拔阶段对应的抽拔电机的当前工作模式对应的抽拔力范围，进一步的，当抽拔力在上述抽拔力范围内时，第一控制单元1032可以控制抽拔电机继续按照该抽拔力抽出探测器，当抽拔力不在抽拔力范围内时，第二控制单元1033可以根据抽拔力范围调整抽拔电机输出的抽拔力。可选的，可以以500n为基础抽拔力，在上述抽拔力控制范围内逐渐增大，直至探测器发生向上的位移。

可以理解的是，上述抽拔电机在抽拔探测器时可以采用两种工作模式：电流工作模式和位置工作模式。上述第一抽拔阶段对应电流工作模式，第二抽拔阶段对应位置工作模式。在电流工作模式下，可以利用抽拔电机的torque-mode对电流量进行闭环控制；在位置工作模式，可以利用电机的position-mode对位置量进行闭环控制。上述两种工作模式均是利用抽拔电机带动传动机构工作的。

需要说明的是，在上述不同的工作模式下抽拔电机对应不同的抽拔力范围，例如，电流工作模式下抽拔力范围为a-b，位置工作模式下抽拔力范围为c-d，可以理解的是，根据抽拔阻力的不同，范围a-b可以大于范围c-d内的抽拔力数值。可选的，不同工作模式下的抽拔力的范围可以重叠，例如，电流工作模式下抽拔力范围为a-d，位置工作模式下抽拔力范围为c-f。

可以理解的是，探测器具有一定的力度承受能力，当超出可承受范围时，会损坏探测器。可选的，告警输出模块104可以在抽拔力大于预设抽拔力阈值时，输出告警提示信息，上述抽拔力阈值可以是探测器可承受的力度范围，例如可以是500n-800n。

在本发明实施例中，通过力传感器反馈的抽拔力，结合当前的抽拔阶段控制抽拔电机输出合适当前抽拔阶段的抽拔力，保证了自动抽拔探测器时对抽拔力的柔性控制。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，rom)或随机存储记忆体(randomaccessmemory，ram)等。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。