用于机器人的关节、机械臂和机器人制造技术

公开了一种用于机器人的关节、机械臂和机器人。用于机器人的关节具有包括伺服电机、减速器和关节控制器的关节模组，所述关节还包括：力传感器，其设置在关节的输出端并测量输出端的受力状态以产生相应的数据信息；故障诊断模块，其与力传感器无线通信连接以从力传感器实时接收数据信息，故障诊断模块基于数据信息和用于驱动伺服电机的实时电学信号确定关节的运行状态。机械臂包括至少一个用于机器人的关节。机器人包括至少一个用于机器人的关节。在所述关节、机械臂和机器人中，可以实现关节的自我故障监测和诊断。节的自我故障监测和诊断。节的自我故障监测和诊断。

【技术实现步骤摘要】
用于机器人的关节、机械臂和机器人


[0001]本申请涉及机器人领域，更具体地，涉及一种具有故障诊断功能的用于机器人的关节、机械臂和机器人。

技术介绍

[0002]总的来说，具有机械臂的机器人依靠关节控制机械臂的组成部分之间的相对运动。关节通常分为转动关节和平动关节(也被称为移动关节)。转动关节可以利用驱动装置分别连接两个部件旋转，以使两个部件产生相对运动。移动关节由直线运动机构和在整个运动范围内起直线导向作用的直线导轨部分组成。为了精确控制机械臂的运动和位置，需要精确测量关节的输出端的转速或位移。
[0003]除了需要监测关节的输出端的转速或位移之外，还有必要测量和收集关节的输出端在运行期间的受力状况，以对机器人关节进行故障诊断。
[0004]传统上，如果对机器人的关节进行故障诊断，需要额外的振动传感器以及信号处理分析系统。而且，在机器人的关节上实现故障诊断功能时，往往需要外部设备的介入，可能需要拆解机器人，为此，对于用户层面而言，不能轻易实施或实现。

技术实现思路

[0005]根据本申请的第一方面，提供了一种具有自我故障监测和诊断功能的用于机器人的关节、机械臂和机器人。
[0006]根据本申请的第一方面，提供了一种具有自我故障诊断功能的用于机器人的关节、机械臂和机器人。
[0007]根据本申请的第二方面，提供了一种能够进行实时自我故障诊断功能的用于机器人的关节、机械臂和机器人。
[0008]根据本申请的第三方面，提供了一种具有故障提示功能的用于机器人的关节、机械臂和机器人。
[0009]根据本申请的至少一个实施例，提供一种用于机器人的关节，所述关节具有包括减速器、伺服电机和关节控制器的关节模组，所述关节还包括：力传感器，其设置在所述关节的输出端并测量所述输出端的受力状态以产生相应的数据信息；故障诊断模块，其与所述力传感器通信连接以从所述力传感器实时接收所述数据信息，所述故障诊断模块基于所述数据信息和用于驱动所述伺服电机的实时电学信号确定所述关节的运行状态；以及故障提示装置，其与所述故障诊断模块通信连接并被配置为根据所述故障诊断模块的诊断结果提供关于所述关节的运行状态异常的警报，其中，所述关节传感器是力传感器，所述故障提示装置包括关节状态显示模块，所述关节状态显示模块被设置在所述关节的壳体上。
[0010]在本申请的至少一个实施例中，所述力传感器可以是六维力传感器或至少一个单轴力传感器。
[0011]在本申请的至少一个实施例中，所述故障提示装置可包括扬声器、LED灯、显示屏
和振动器中的至少一种，或者所述警报可包括声音警报、灯光警报、图形文字警报、触觉警报中的至少一种。
[0012]在本申请的至少一个实施例中，所述关节控制器被配置为集成于机器人控制器中。
[0013]在本申请的至少一个实施例中，所述关节控制器与所述故障诊断模块以有线通信连接或无线通信连接的方式通信连接或被集成在一起，和/或所述故障诊断模块与所述关节传感器无线通信连接。
[0014]在本申请的至少一个实施例中，所述故障诊断模块与所述关节传感器和/或所述故障提示装置无线通信连接。
[0015]在本申请的至少一个实施例中，所述电学信号包括电流信号和/或电压信号。
[0016]根据本申请的至少一个实施例，提供一种机械臂，所述机械臂包括至少一个如上所述的用于机器人的关节。
[0017]根据本申请的至少一个实施例，提供一种机器人，所述机器人包括至少一个如上所述的用于机器人的关节。
[0018]在根据本申请的实施例的用于机器人的关节、机械臂和机器人不仅具有自我故障诊断能力，而且能够将与关节的故障相关的信息实时提示给用户。
附图说明
[0019]构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获取其他的附图。
[0020]图1是示意性示出了根据本申请实施例的关节的故障诊断系统的结构的框图；
[0021]图2是示意性示出了根据本申请实施例的关节的故障诊断系统的各组成部分之间的通信关系的示意性框图。
具体实施方式
[0022]为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
[0023]下面将参照附图1
‑
2详细描述根据本申请的具体实施例。
[0024]如图1所示，根据本申请的实施例的用于机器人的关节100包括壳体4、关节模组10和故障诊断系统20。
[0025]关节模组10被设置在壳体4的内部，并包括伺服电机1、与伺服电机1的输出机械连接的减速器2以及控制伺服电机1的操作的关节控制器3。优选地，关节控制器3和减速器2可以分别布置在伺服电机的两侧。关节控制器3根据预设程序向伺服电机1发送电学信号(例如电流信号、电压信号或其组合)，以控制伺服电机1的运转，例如控制伺服电机的转速变化
和启/停操作。减速器2的输入端与伺服电机1的输出端连接，减速器2的输出端与关节的输出端5连接或作为关节的输出端5。
[0026]在如图1所示的实施例中，关节的输出端5位于关节的壳体4的外侧，以将来自伺服电机1的动力朝向机械臂(未示出)的与该关节100连接的连接杆(未示出)或其它连接部件(如末端执行器)输出。然而，本申请不限于此，关节的输出端5也可以根据机器人或机械臂的结构设计需求布置在壳体4的内部。当伺服电机1运转时，关节的输出端5随着伺服电机1旋转。因此，参照由关节控制器输入伺服电机1的电学信号，可以根据关节的输出端5的受力状况判断关节的运行状况，由此能够监测关节的运行状态、预测关节100可能会发生的故障以及诊断关节100出现的故障。
[0027]为了实现关节的自我故障监测和诊断功能，根据本申请至少一个实施例的用于机器人的关节100还包括故障诊断系统20。故障诊断系统20可以包括关节传感器11、以及与关节控制器3通信的故障诊断模块13。在进一步的实施例中，故障诊断系统20还可以包括与故障诊断模块13通信的关节状态显示模块14。
[0028]关节传感器11可以为至少一个单轴传感器(例如1个单轴传感器、2个单轴传感器、3个单轴传感器、4个单轴传感器、5个单轴传感器或6个单轴传感器)，还可以采用六维力传感器。六维力传感器的类型及工作原理是本领域公知的，在此不再详细描述。关节传感器11被设置在关节的输出端5上，用于测量关节的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于机器人的关节，所述关节具有包括伺服电机、减速器、和关节控制器的关节模组，其特征在于，所述关节还包括：力传感器，其设置在所述关节的输出端并测量所述输出端的受力状态以产生相应的数据信息；故障诊断模块，其与所述力传感器通信连接以从所述力传感器实时接收所述数据信息，所述故障诊断模块基于所述数据信息和用于驱动所述伺服电机的实时电学信号确定所述关节的运行状态；以及故障提示装置，其与所述故障诊断模块通信连接并被配置为根据所述故障诊断模块的诊断结果提供关于所述关节的运行状态异常的警报，其中，所述故障提示装置包括关节状态显示模块，所述关节状态显示模块被设置在所述关节的壳体上。2.如权利要求1所述的用于机器人的关节，其特征在于，所述力传感器是六维力传感器或至少一个单轴力传感器。3.如权利要求1所述的用于机器人的关节，其特征在于，所述故障提示装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭俊才，安然，宋庭科，
申请(专利权)人：佛山非夕机器人科技有限公司，
类型：新型
国别省市：