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一种蛇形臂机器人机械臂关节件的剩余寿命预测系统及方法技术方案

技术编号:43094616 阅读:14 留言:0更新日期:2024-10-26 09:40
本发明专利技术公开了一种蛇形臂机器人机械臂关节件的剩余寿命预测系统,系统包括退化信息采集模块、退化过程建模模块、参数估计模块、剩余寿命预测模块和健康管理模块;由于退化过程建模方法及参数估计方法仅使用退化量的上下边界信息而非精确的概率分布函数来描述其波动范围,故不需要大量的退化实验样本,克服了核工业机器人因实验成本高所导致的退化量样本获取难的问题;同时,给出了关节件剩余寿命预测值上下边界的解析表达形式,工程技术人员能够明确失效时间的确切范围,便于其及时采取维护措施并合理组织生产活动,有效避免了机器人因突发运行故障影响正常作业所造成的不必要经济损失与生产事故。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人,尤其是涉及一种蛇形臂机器人机械臂关节件的剩余寿命预测系统及方法


技术介绍

1、在核工业背景下,工程技术人员常常面临着灾害救援、核与辐射设备检修、有毒废料采样、管道监测等特殊工作场景,在上述场景中,由于作业空间狭小且辐照水平较高,人或大型装备难以进入其中开展工作,而使用体型纤细且具有运动灵活的超冗余机械臂的蛇形臂机器人作业便成为了满足涉及上述场景任务要求的一个重要解决方案,由于长期工作在高辐射、高温高压且封闭狭小的恶劣环境中,蛇形臂机器人易出现超负荷运行状态,各部件易疲劳、老化甚至损坏,蛇形机器人的机械臂服役期间反复进行的多姿态柔性运动而不断磨损老化,对机械臂整体健康状态具有重要影响。

2、因此,建立机械臂关节件的磨损退化模型,在关节件突发失效之前对其剩余寿命进行精准预测并依此及时实施健康管理措施,对核工业背景下的安全生产与检修维护工作具有重要意义,然而,现行的机器人寿命预测方法普遍是通过基于随机过程建模的剩余寿命预测法,该方法只取剩余寿命概率密度函数极大值点作为剩余寿命预测值参考点,无法给出确切的失效时间范围,故工程技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种蛇形臂机器人机械臂关节件的剩余寿命预测系统,其特征在于,所述系统包括退化信息采集模块(1)、退化过程建模模块(2)、参数估计模块(3)、剩余寿命预测模块(4)和健康管理模块(5);所述退化信息采集模块(1)用于采集磨损量并储存;

2.根据权利要求1所述的蛇形臂机器人机械臂关节件的剩余寿命预测系统,其特征在于,所述退化信息采集模块(1)通过设置传感器采集机械臂关节件的磨损量,所述磨损量包括机器人机械臂关节的历史失效寿命数据、历史退化数据和在线退化数据。

3.根据权利要求1所述的蛇形臂机器人机械臂关节件的剩余寿命预测系统,其特征在于,所述退化过程建模模块(2)...

【技术特征摘要】

1.一种蛇形臂机器人机械臂关节件的剩余寿命预测系统,其特征在于,所述系统包括退化信息采集模块(1)、退化过程建模模块(2)、参数估计模块(3)、剩余寿命预测模块(4)和健康管理模块(5);所述退化信息采集模块(1)用于采集磨损量并储存;

2.根据权利要求1所述的蛇形臂机器人机械臂关节件的剩余寿命预测系统,其特征在于,所述退化信息采集模块(1)通过设置传感器采集机械臂关节件的磨损量,所述磨损量包括机器人机械臂关节的历史失效寿命数据、历史退化数据和在线退化数据。

3.根据权利要求1所述的蛇形臂机器人机械臂关节件的剩余寿命预测系统,其特征在于,所述退化过程建模模块(2)基于带线性漂移量的维纳区间过程模型建立机器人关节件磨损量这一性能指标的退化方程,所述维纳区间过程模型的描述如下:

4.根据权利要求1所述的蛇形臂机器人机械臂关节件的剩余寿命预测系统,其特征在于,所述参数估计模块(3)基于最小椭球原理估计退化过程建模模块(2)中的未知参数,也即漂移系数和扩散系数。

5.根据权利要求4所述的蛇形臂机器人机械臂关节件的剩余寿命预测系统,其特征在于,所述参数估计模块(3)由退化信息采集模块(1)得到若干组样本的离散退化轨...

【专利技术属性】
技术研发人员:姜潮戚涛李金武
申请(专利权)人:湖南大学
类型:发明
国别省市:

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