本发明专利技术公开了一种基于调度抓取机械臂设计的安全系统，包括机械臂运行状态采集模块、传感预警模块、主控中枢控制模块，其特征在于：所述的机械臂运行状态采集模块包括机械臂伺服电机、角度编码器、数字风速传感仪，所述的传感预警模块包括红外线防撞限位器、定位机器摄像头，所述的主控中枢控制模块包括工控机、供电控制柜，其中的工控机采用的是基于FPGA与PCI总线的并行计算器。本发明专利技术的安全防护系统基于调度抓取机械臂设计，不需要对设备进行大规模改造，通过角度编码器、数字风速传感仪、红外线防撞限位器、定位机器摄像头多个角度，判断是否有人员出现在机械手臂的优先工作范围内，提前发现潜在安全问题，为使用者提供安全防护。防护。防护。
【技术实现步骤摘要】
一种基于调度抓取机械臂设计的安全系统
[0001]本专利技术涉及智能机械制造以及安全防护传感技术，具体是指一种基于调度抓取机械臂设计的安全系统。
技术介绍
[0002]随着技术的不断发展，在工业生产过程中的自动化程度越来越高，机械臂的使用也越来越广泛。但是，由于采用自动控制，该机械臂在运转过程中，仅凭借操作人员的主观经验来对机械臂与带电设备的安全距离进行判断，存在一定误差，而当操作人员专注于作业内容很容易忽视机械臂与设备的距离。
技术实现思路
[0003]本专利技术要解决的技术问题是，针对以上问题提供一种基于调度抓取机械臂设计的安全系统。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案为：一种基于调度抓取机械臂设计的安全系统，包括机械臂运行状态采集模块、传感预警模块、主控中枢控制模块，其特征在于：所述的机械臂运行状态采集模块包括机械臂伺服电机、角度编码器、数字风速传感仪，所述的机械臂伺服电机轴端的编码器一侧设有压入式卡销插座，且通过电缆与主控中枢控制模块之间设有信息互传连接，所述的角度编码器设于与机械臂旋转关节处，以及通过电缆与与主控中枢控制模块之间形成信息互传连接，所述的数字风速传感仪集成于机械臂的操作臂壳体卡槽内，且数字风速传感仪一端设有供电电压圆形接口、数字/模拟信号输出口、继电器输出口、风速传感器，同时数字风速传感仪内置继电器和蜂鸣器，所述的传感预警模块包括红外线防撞限位器、定位机器摄像头，所述的红外线防撞限位器采用的是磁吸式红外线防撞限位器，且红外线防撞限位器和反光板设于调度现场中的机械臂运行角度极限状态一侧，同时红外线防撞限位器的引出线接线端子D1、D2与主控中枢控制模块连接，所述的定位机器摄像头根据调度现场的实际情况，混合采用了若干高清红外半球、枪型网络摄像机，同时其中的高清红外半球、枪型网络摄像机通过RS-485控制接口和局域网与主控中枢控制模块之间形成信息交互连接，所述的主控中枢控制模块包括工控机、供电控制柜，其中的工控机采用的是基于FPGA与PCI总线的并行计算器，同时工控机的PCI总线插槽内设有工业CAN卡，所述的供电控制柜一端设有供电系统状态输出端口，且供电系统状态输出端口通过电缆总线与工控机之间设有信息传输连接，同时供电控制柜另一端设有供电接触器。
[0005]本专利技术与现有技术相比的优点在于：本专利技术的安全系统基于调度抓取机械臂设计，不需要对设备进行大规模改造，通过角度编码器、数字风速传感仪、红外线防撞限位器、定位机器摄像头多个角度，判断是否有人员出现在机械手臂的优先工作范围内，提前发现潜在安全问题，做出降低机械手臂运行速度甚至停机等动作，提供安全防护功能，实现了在最小影响机械手臂运行和非产生物理接触的前提下，为使用者提供安全防护，提高了使用
人员在使用过程中的安全。
[0006]作为改进，所述的压入式卡销插座内圈集成设有双层密封圈。
[0007]作为改进，所述的角度编码器与机械臂关节处内的滚动轴承采用的是同轴紧密过盈安装。
[0008]作为改进，所述的继电器输出口与机械臂伺服电机的供电端之间设有串联控制连接，且数字/模拟信号输出口通过公对公的BNC端子电缆与主控中枢控制模块之间设有信息互传连接。
[0009]作为改进，所述的工控机通过设有工业CAN卡和局域网络分别与机械臂伺服电机、角度编码器、数字风速传感仪、红外线防撞限位器、定位机器摄像头形成了星型网络结构。
[0010]作为改进，所述的供电控制柜中供电接触器分别与本防护系统中机械臂伺服电机、角度编码器、数字风速传感仪、红外线防撞限位器、定位机器摄像头都设有供电电路连接。
附图说明
[0011]图1是一种基于调度抓取机械臂设计的安全系统的流程框图。
具体实施方式
[0012]下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明。
[0013]本专利技术在具体实施时，一种基于调度抓取机械臂设计的安全系统，包括机械臂运行状态采集模块、传感预警模块、主控中枢控制模块，其特征在于：所述的机械臂运行状态采集模块包括机械臂伺服电机、角度编码器、数字风速传感仪，所述的机械臂伺服电机轴端的编码器一侧设有压入式卡销插座，且通过电缆与主控中枢控制模块之间设有信息互传连接，所述的角度编码器设于与机械臂旋转关节处，以及通过电缆与与主控中枢控制模块之间形成信息互传连接，所述的数字风速传感仪集成于机械臂的操作臂壳体卡槽内，且数字风速传感仪一端设有供电电压圆形接口、数字/模拟信号输出口、继电器输出口、风速传感器，同时数字风速传感仪内置继电器和蜂鸣器，所述的传感预警模块包括红外线防撞限位器、定位机器摄像头，所述的红外线防撞限位器采用的是磁吸式红外线防撞限位器，且红外线防撞限位器和反光板设于调度现场中的机械臂运行角度极限状态一侧，同时红外线防撞限位器的引出线接线端子D1、D2与主控中枢控制模块连接，所述的定位机器摄像头根据调度现场的实际情况，混合采用了若干高清红外半球、枪型网络摄像机，同时其中的高清红外半球、枪型网络摄像机通过RS-485控制接口和局域网与主控中枢控制模块之间形成信息交互连接，所述的主控中枢控制模块包括工控机、供电控制柜，其中的工控机采用的是基于FPGA与PCI总线的并行计算器，同时工控机的PCI总线插槽内设有工业CAN卡，所述的供电控制柜一端设有供电系统状态输出端口，且供电系统状态输出端口通过电缆总线与工控机之间设有信息传输连接，同时供电控制柜另一端设有供电接触器。
[0014]所述的压入式卡销插座内圈集成设有双层密封圈。
[0015]所述的角度编码器与机械臂关节处内的滚动轴承采用的是同轴紧密过盈安装。
[0016]所述的继电器输出口与机械臂伺服电机的供电端之间设有串联控制连接，且数字/模拟信号输出口通过公对公的BNC端子电缆与主控中枢控制模块之间设有信息互传连
接。
[0017]所述的工控机通过设有工业CAN卡和局域网络分别与机械臂伺服电机、角度编码器、数字风速传感仪、红外线防撞限位器、定位机器摄像头形成了星型网络结构。
[0018]所述的供电控制柜中供电接触器分别与本防护系统中机械臂伺服电机、角度编码器、数字风速传感仪、红外线防撞限位器、定位机器摄像头都设有供电电路连接。
[0019]本专利技术的工作原理：本专利技术的安全系统基于调度抓取机械臂设计，不需要对设备进行大规模改造，通过角度编码器、数字风速传感仪、红外线防撞限位器、定位机器摄像头多个角度，当检测到间距小于安全阈值时，系统预判发生碰撞，机械臂停止运行或切换为减速运行，可以实现与人或者障碍物的碰撞检测安全阈值实时调整。
[0020]经过机械臂运行状态采集模块、传感预警模块检测机械臂运行过程中周围障碍物的距离，通过主控中枢控制模块作为机械臂控制主动避障、急停的控制中枢，并根据障碍物距离变化调整其运行路径、轨迹，而对机械臂进行运动规划与路径规划，可以有效避让使用者及障碍物，避免机械臂因路径规划错误带来的危险，保障使用者的安全。
[0021]此外，术语“第一”、“第二”仅本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于调度抓取机械臂设计的安全系统，包括机械臂运行状态采集模块、传感预警模块、主控中枢控制模块，其特征在于：所述的机械臂运行状态采集模块包括机械臂伺服电机、角度编码器、数字风速传感仪，所述的机械臂伺服电机轴端的编码器一侧设有压入式卡销插座，且通过电缆与主控中枢控制模块之间设有信息互传连接，所述的角度编码器设于与机械臂旋转关节处，以及通过电缆与与主控中枢控制模块之间形成信息互传连接，所述的数字风速传感仪集成于机械臂的操作臂壳体卡槽内，且数字风速传感仪一端设有供电电压圆形接口、数字/模拟信号输出口、继电器输出口、风速传感器，同时数字风速传感仪内置继电器和蜂鸣器，所述的传感预警模块包括红外线防撞限位器、定位机器摄像头，所述的红外线防撞限位器采用的是磁吸式红外线防撞限位器，且红外线防撞限位器和反光板设于调度现场中的机械臂运行角度极限状态一侧，同时红外线防撞限位器的引出线接线端子D1、D2与主控中枢控制模块连接，所述的定位机器摄像头根据调度现场的实际情况，混合采用了若干高清红外半球、枪型网络摄像机，同时其中的高清红外半球、枪型网络摄像机通过RS-485控制接口和局域网与主控中枢控制模块之间形成信息交互连接，所述的主控中枢控制模块包括工控机、供电控制柜，其中的工控机采用的是基于FPGA与PCI总线的并行计算器，同...
【专利技术属性】
技术研发人员：董晨，
申请(专利权)人：山东理工职业学院，
类型：发明
国别省市：
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