一种机器人抱闸系统的故障诊断方法及相关设备技术方案

本申请属于伺服系统技术领域，公开了一种机器人抱闸系统的故障诊断方法及相关设备，所述方法包括：在所述机器人运行过程中，当需要停止移动时向各个关节的所述抱闸系统发送闭合指令，获取各个所述抱闸系统闭合时各个所述压力传感器的第一压力值；根据各个所述抱闸系统的所述第一压力值计算各个关节的摩擦力矩；计算各个关节在对应的所述抱闸系统闭合时所需的制动力矩；比较各个关节的所述摩擦力矩和所述制动力矩，以判断各个关节的所述抱闸系统是否有故障；可以同时对各个关节的抱闸系统进行实时在线的故障诊断，达到精准诊断故障发生的具体关节位置，以提高维护效率。以提高维护效率。以提高维护效率。

【技术实现步骤摘要】
一种机器人抱闸系统的故障诊断方法及相关设备


[0001]本申请涉及伺服系统
，具体而言，涉及一种机器人抱闸系统的故障诊断方法及相关设备。

技术介绍

[0002]近年来，在机器人领域，伺服电机得到了广泛的应用，而伺服电机抱闸系统是伺服电机重要的装置之一，其中，监控伺服电机抱闸系统的运行状况，对机器人及其伺服驱动器的安全运行都有着及其重要的意义，但是机器人在工作过程中无法及时发现伺服电机抱闸系统异常的现象，容易造成机器人损坏。
[0003]针对上述问题，目前尚未有有效的技术解决方案。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种机器人抱闸系统的故障诊断方法及相关设备，可以同时对各个关节的抱闸系统进行实时在线的故障诊断，及时发现抱闸系统故障以提高维护效率。
[0005]第一方面，本申请提供了一种机器人抱闸系统的故障诊断方法，应用于机器人控制器以检测机器人各个关节的抱闸系统的故障情况，所述抱闸系统包括定子、至少两个压力传感器、至少两个压缩弹簧、衔铁、转子和盖板，所述转子设置在所述衔铁和所述盖板之间，并与对应的关节电机的转轴连接，每个所述压力传感器与所述衔铁之间设置有一个所述压缩弹簧，所述压缩弹簧的两端分别与所述衔铁和所述压力传感器相抵，所述定子用于在通电时吸附所述衔铁以松开所述转子，所述压缩弹簧用于在所述定子不通电时使所述衔铁压向所述转子以进行刹车；所述机器人抱闸系统的故障诊断方法包括步骤：A1.在所述机器人运行过程中，当需要停止移动时向各个关节的所述抱闸系统发送闭合指令，获取各个所述抱闸系统闭合时各个所述压力传感器的第一压力值；所述闭合指令用于控制所述抱闸系统的所述定子断电；所述抱闸系统闭合是指对应的所述定子不通电；A2.根据各个所述抱闸系统的所述第一压力值计算各个关节的摩擦力矩；A3.计算各个关节在对应的所述抱闸系统闭合时所需的制动力矩；A4.比较各个关节的所述摩擦力矩和所述制动力矩，以判断各个关节的所述抱闸系统是否有故障。
[0006]本申请提供的机器人抱闸系统的故障诊断方法，通过在线实时比较各个关节的摩擦力矩和制动力矩，以判断各个关节的抱闸系统是否有故障，可以同时对各个关节的抱闸系统进行实时在线的故障诊断，达到精准诊断故障发生的具体关节位置，以提高维护效率。
[0007]优选地，步骤A2包括：根据各个所述抱闸系统的所述第一压力值，采用以下公式计算各个关节的所述摩
擦力矩：；其中，= ；其中，为第个关节的摩擦力矩；为第个关节的常量；为第个关节的第个压力传感器的第一压力值；为第个关节的所述转子的外直径；为第个关节的所述转子与对应的所述衔铁的静摩擦系数;为第个关节的所述转子的内直径，为第个关节的抱闸系统的压力传感器的个数。
[0008]优选地，步骤A3包括：获取在所述抱闸系统闭合的起始时刻各个关节的位置矢量、角速度矢量和角加速度矢量；根据各个关节的所述位置矢量、所述角速度矢量和所述角加速度矢量计算各个关节的所述制动力矩。
[0009]优选地，所述根据各个关节的所述位置矢量、所述角速度矢量和所述角加速度矢量计算各个关节的所述制动力矩的步骤包括：采用以下公式计算各个关节的所述制动力矩：；；；其中，为制动力矩矢量，~为第一个关节至第n个关节的制动力矩矢量，为关节位置矢量，~为第一个关节至第n个关节的转动角度，为各个关节角速度矢量，为机器人关节角加速度矢量；为广义坐标系下机器人的惯量矩阵，为广义坐标系下机器人的科氏力和离心力，为广义坐标系下机器人的重力矩阵。
[0010]优选地，步骤A4包括：判断各个关节的所述摩擦力矩是否大于或等于对应的所述制动力矩，若是，则判定相应关节的所述抱闸系统正常，否则，则判定相应关节的所述抱闸系统有故障。
[0011]通过具体比较摩擦力矩与制动力矩的大小，从而可以判断抱闸系统是否有故障。
[0012]优选地，在步骤A1之前还包括步骤：B1.在所述机器人运动前且各所述抱闸系统的所述转子未被松开时，获取各个关节的所述压力传感器的第二压力值，比较各个所述第二压力值和第一预设阈值范围，以判断各个关节的所述抱闸系统是否有故障。
[0013]在机器人运动前且各抱闸系统的转子未被松开时，通过获取各个关节的第二压力值，并与第一预设阈值范围进行比较，从而判断各个抱闸系统是否有故障。
[0014]优选地，在步骤B1之后步骤A1之前还包括步骤：C1.在所述机器人运动前，向各个所述抱闸系统发送松开指令，使各个所述抱闸系
统松开，并且采集各个关节的所述压力传感器的第三压力值，比较各个所述第三压力值和第二预设阈值，以判断各个关节的所述抱闸系统是否有故障；所述松开指令用于控制所述抱闸系统的定子通电，所述抱闸系统松开是指对应的所述定子通电。
[0015]第二方面，本申请提供了一种机器人抱闸系统的故障诊断装置，应用于机器人控制器以检测机器人各个关节的抱闸系统的故障情况，所述抱闸系统包括定子、至少两个压力传感器、至少两个压缩弹簧、衔铁、转子和盖板，所述转子设置在所述衔铁和所述盖板之间，并与对应的关节电机的转轴连接，每个所述压力传感器与所述衔铁之间设置有一个所述压缩弹簧，所述压缩弹簧的两端分别与所述衔铁和所述压力传感器相抵，所述定子用于在通电时吸附所述衔铁以松开所述转子，所述压缩弹簧用于在所述定子不通电时使所述衔铁压向所述转子以进行刹车,包括：获取模块，用于在所述机器人运行过程中，当需要停止移动时向各个关节的所述抱闸系统发送闭合指令，获取各个所述抱闸系统闭合时各个压力传感器的第一压力值；所述闭合指令用于控制所述抱闸系统的所述定子断电；所述抱闸系统闭合是指对应的所述定子不通电；第一计算模块，用于根据各个所述抱闸系统的所述第一压力值计算各个关节的摩擦力矩；第二计算模块，用于计算各个关节在对应的所述抱闸系统闭合时所需的制动力矩；处理模块，用于比较各个关节的所述摩擦力矩和所述制动力矩，以判断各个关节的所述抱闸系统是否有故障。
[0016]第三方面，本申请提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有所述处理器可执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，运行如前文所述机器人抱闸系统的故障诊断方法中的步骤。
[0017]第四方面，本申请提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时运行如前文所述机器人抱闸系统的故障诊断方法中的步骤。
[0018]有益效果：本申请提供的机器人抱闸系统的故障诊断方法及相关设备，在所述机器人运行过程中，当需要停止移动时向各个关节的所述抱闸系统发送闭合指令，获取各个所述抱闸系统闭合时各个所述压力传感器的第一压力值；所述闭合指令用于控制所述抱闸系统的所述定子断电；所述抱闸系统闭合是指对应的所述定子不通电；根据各个所述抱闸系统的所述第一压力值计算各个关节的摩擦力矩；计算各个关节在对应的所述抱闸系统闭合时所需的制动力矩；比较各个关节的所述摩擦力矩和所述制动力矩，以判断各个关节的所述抱闸系统是否有故障，可以同时对各个关节的抱闸系统进行实时在线的故障诊断，及时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人抱闸系统的故障诊断方法，应用于机器人控制器以检测机器人各个关节的抱闸系统的故障情况，所述抱闸系统包括定子、至少两个压力传感器、至少两个压缩弹簧、衔铁、转子和盖板，所述转子设置在所述衔铁和所述盖板之间，并与对应的关节电机的转轴连接，每个所述压力传感器与所述衔铁之间设置有一个所述压缩弹簧，所述压缩弹簧的两端分别与所述衔铁和所述压力传感器相抵，所述定子用于在通电时吸附所述衔铁以松开所述转子，所述压缩弹簧用于在所述定子不通电时使所述衔铁压向所述转子以进行刹车；其特征在于，所述机器人抱闸系统的故障诊断方法包括步骤：A1.在所述机器人运行过程中，当需要停止移动时向各个关节的所述抱闸系统发送闭合指令，获取各个所述抱闸系统闭合时各个所述压力传感器的第一压力值；所述闭合指令用于控制所述抱闸系统的所述定子断电；所述抱闸系统闭合是指对应的所述定子不通电；A2.根据各个所述抱闸系统的所述第一压力值计算各个关节的摩擦力矩；A3.计算各个关节在对应的所述抱闸系统闭合时所需的制动力矩；A4.比较各个关节的所述摩擦力矩和所述制动力矩，以判断各个关节的所述抱闸系统是否有故障。2.根据权利要求1所述的机器人抱闸系统的故障诊断方法，其特征在于，步骤A2包括：根据各个所述抱闸系统的所述第一压力值，采用以下公式计算各个关节的所述摩擦力矩：；其中， = ；其中，为第个关节的摩擦力矩；为第个关节的常量；为第个关节的第个压力传感器的第一压力值； 为第个关节的所述转子的外直径；为第个关节的所述转子与对应的所述衔铁的静摩擦系数;为第个关节的所述转子的内直径，为第个关节的所述抱闸系统的压力传感器的个数。3.根据权利要求1所述的机器人抱闸系统的故障诊断方法，其特征在于，步骤A3包括：获取在所述抱闸系统闭合的起始时刻各个关节的位置矢量、角速度矢量和角加速度矢量；根据各个关节的所述位置矢量、所述角速度矢量和所述角加速度矢量计算各个关节的所述制动力矩。4.根据权利要求3所述的机器人抱闸系统的故障诊断方法，其特征在于，所述根据各个关节的所述位置矢量、所述角速度矢量和所述角加速度矢量计算各个关节的所述制动力矩的步骤包括：采用以下公式计算各个关节的所述制动力矩：；；
；其中，为制动力矩矢量，~为第一个关节至第n个关节的制动力矩矢量，为关节位置矢量，~为第一个关节至第n个关节的转动角度，为关节角速度矢量，为关节角加速度矢量；为广义坐标系下机器人的惯量矩阵，为广义坐标系下机器人的科氏力和离心力，为广义坐标系下机器人的重力矩阵。5.根据权利要求1所述的机器人抱闸系统的故障诊断方法，其特征在于，步骤A4包括：判断各个关节...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄善胜，李剑，
申请(专利权)人：季华实验室，
类型：发明
国别省市：