基于力反馈的探测器抽拔力控制方法及系统技术方案

本发明专利技术实施例公开一种基于力反馈的探测器抽拔力控制方法及系统，其中方法包括如下步骤：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，根本抽出距离确定探测器当前所处的抽拔阶段，再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。采用本发明专利技术，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。

Control Method and System of Detector Drawing Force Based on Force Feedback

【技术实现步骤摘要】
基于力反馈的探测器抽拔力控制方法及系统
本专利技术涉及自动控制
，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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。在本专利技术实施例中，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专利技术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是本专利技术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是本专利技术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是本专利技术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专利技术实施例中的附图，对本专利技术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，对本专利技术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，为本专利技术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，本专利技术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。在本专利技术实施例中，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，对本专利技术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，用于执行本专利技术图1所示实施例的方法，为了便本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于力反馈的探测器抽拔力控制方法，其特征在于，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；获取所述探测器当前被抽拔出的抽出距离，根本所述抽出距离确定所述探测器当前所处的抽拔阶段；结合所述抽拔力和所述抽拔阶段，控制所述抽拔电机输出当前工作模式对应的抽拔力。

【技术特征摘要】
1.一种基于力反馈的探测器抽拔力控制方法，其特征在于，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；获取所述探测器当前被抽拔出的抽出距离，根本所述抽出距离确定所述探测器当前所处的抽拔阶段；结合所述抽拔力和所述抽拔阶段，控制所述抽拔电机输出当前工作模式对应的抽拔力。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在结合所述抽拔力和所述抽拔阶段，控制所述抽拔电机输出当前工作模式对应的抽拔力时，所述方法还包括：获取所述抽拔阶段对应的所述抽拔电机的当前工作模式对应的抽拔力范围；当所述抽拔力在所述抽拔力范围内时，控制所述抽拔电机继续按照所述抽拔力抽出所述探测器；当所述抽拔力不在所述抽拔力范围内时，根据所述抽拔力范围调整所述抽拔电机输出的抽拔力。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述抽拔力大于预设抽拔力阈值时，输出告警提示信息。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述抽拔阶段包括第一抽拔阶段和第二抽拔阶段，所述第一抽拔阶段的抽拔阻力大于所述第二抽拔阶段的抽拔阻力。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述工作模式包括电流工作模式和位置工作模式，所述第一抽拔阶段对应所述电流工作模式，所述第二抽拔阶段对应所述位置工作模式。6.一种基于力反馈的探测器抽拔力控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：段星光，李浩源，石青鑫，韩哲，孔祥战，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11