本發(fā)明涉及智能控制，特別是指一種基于震動感知器的機(jī)械手誤撞擊控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在機(jī)械手與周邊設(shè)備進(jìn)行工件傳輸?shù)倪^程中，有多種可能的風(fēng)險(xiǎn)因素。人員操作失誤是一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。例如，操作人員可能在設(shè)置機(jī)械手運(yùn)動軌跡時(shí)輸入了錯(cuò)誤的坐標(biāo)，或者誤觸了控制按鈕，導(dǎo)致機(jī)械手與周圍的設(shè)備或工件發(fā)生碰撞。

2、其次，傳感器或機(jī)械部件的故障也是引發(fā)撞機(jī)事件的原因。以傳感器為例，假如一個(gè)用于檢測機(jī)械手位置的光電傳感器因?yàn)槲酃富驌p壞而失靈，它無法準(zhǔn)確地感知到機(jī)械手的實(shí)際位置，從而導(dǎo)致控制系統(tǒng)做出錯(cuò)誤的判斷。機(jī)械部件方面，比如一個(gè)軸承因?yàn)殚L期磨損而松動，可能會使機(jī)械手的運(yùn)動變得不穩(wěn)定，增加與周邊設(shè)備碰撞的風(fēng)險(xiǎn)。

3、在一個(gè)高度自動化的生產(chǎn)環(huán)境中，機(jī)械手與控制系統(tǒng)之間的通信線路長達(dá)數(shù)十米甚至數(shù)百米。這些線路在長期使用過程中可能會因?yàn)槔匣⑹笠?、意外拉扯等原因而斷裂。一旦通信線路斷線，機(jī)械手可能會失去控制，無法按照預(yù)定的軌跡運(yùn)動，進(jìn)而引發(fā)碰撞事故。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于震動感知器的機(jī)械手誤撞擊控制方法及系統(tǒng)，可以及時(shí)防止異常碰撞造成的損害進(jìn)一步擴(kuò)大，從而降低因設(shè)備損壞而帶來的時(shí)間和財(cái)產(chǎn)損失。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、第一方面，一種基于震動感知器的機(jī)械手誤撞擊控制方法，所述方法包括：

4、通過安裝在機(jī)械手的前端的振動感知器實(shí)時(shí)獲取機(jī)械手的當(dāng)前狀態(tài)，當(dāng)前狀態(tài)包括有工件時(shí)、無工件時(shí)及不同運(yùn)動速度下的機(jī)械手的狀態(tài)；

5、根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)，提取機(jī)械手對應(yīng)的實(shí)時(shí)的振幅和頻率數(shù)據(jù)；

6、計(jì)算實(shí)時(shí)的振幅和頻率數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的參考值之間的相對偏差，包括振幅相對偏差和頻率相對偏差；

7、根據(jù)相對偏差，以及預(yù)設(shè)的偏差閾值，判斷機(jī)械手的狀態(tài)是否存在異常碰撞，以得到判斷結(jié)果；

8、根據(jù)判斷結(jié)果，向機(jī)械手發(fā)出對應(yīng)的控制指令，以使機(jī)械手根據(jù)對應(yīng)的控制指令運(yùn)動。

9、進(jìn)一步的，通過安裝在機(jī)械手的前端的振動感知器實(shí)時(shí)獲取機(jī)械手的當(dāng)前狀態(tài)，當(dāng)前狀態(tài)包括有工件時(shí)、無工件時(shí)及不同運(yùn)動速度下的機(jī)械手的狀態(tài)，包括：

10、獲取機(jī)械手在無工件狀態(tài)下的運(yùn)行狀態(tài)，以得到機(jī)械手在無工件狀態(tài)下的振幅和頻率數(shù)據(jù)；

11、獲取機(jī)械手在攜帶工件的狀態(tài)下的運(yùn)行狀態(tài)，以得到機(jī)械手在攜帶工件狀態(tài)下的振幅和頻率數(shù)據(jù)，具體包括：

12、根據(jù)每種工件的類型和重量，獲取機(jī)械手在不同運(yùn)動速度下的振幅和頻率數(shù)據(jù)；根據(jù)機(jī)械手在不同運(yùn)動速度下的振幅和頻率數(shù)據(jù)，按照不同的運(yùn)動速度進(jìn)行分類。

13、進(jìn)一步的，根據(jù)相對偏差，以及預(yù)設(shè)的偏差閾值，判斷機(jī)械手的狀態(tài)是否存在異常碰撞，以得到判斷結(jié)果，包括：

14、實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)械手振幅和頻率的相對偏差，并從機(jī)械手的控制器內(nèi)獲取預(yù)設(shè)的振幅相對偏差閾值和頻率相對偏差閾值；

15、將振幅相對偏差值和頻率相對偏差值與預(yù)設(shè)的振幅相對偏差閾值和頻率相對偏差閾值進(jìn)行比較；

16、若振幅相對偏差或頻率相對偏差中的任一個(gè)超過對應(yīng)的閾值，控制器判斷為機(jī)械手存在異常碰撞；若兩個(gè)相對偏差未超過對應(yīng)的閾值，則判斷為機(jī)械手狀態(tài)正常；

17、將對機(jī)械手的判斷輸出至控制器，以得到判斷結(jié)果。

18、進(jìn)一步的，振幅相對偏差的計(jì)算公式為：

19、

20、其中，δa表示振幅相對偏差；am表示機(jī)械手在當(dāng)前時(shí)刻通過振動感知器實(shí)時(shí)監(jiān)測到的振幅；ar(v,t,m)表示振幅參考值；v表示機(jī)械手的運(yùn)行速度；t表示機(jī)械手當(dāng)前攜帶的工件類型；m表示機(jī)械手當(dāng)前攜帶的工件重量。

21、進(jìn)一步的，頻率相對偏差的計(jì)算公式為：

22、

23、其中，其中，δf表示頻率相對偏差；fm表示機(jī)械手運(yùn)行時(shí)通過振動感知器實(shí)時(shí)監(jiān)測到的頻率；fr(v,t,m)表示頻率參考值；∈表示常數(shù)；δ表示調(diào)整系數(shù)；vn表示選定參考速度。

24、進(jìn)一步的，根據(jù)判斷結(jié)果，向機(jī)械手發(fā)出對應(yīng)的控制指令，以使機(jī)械手根據(jù)對應(yīng)的控制指令運(yùn)動，包括：

25、根據(jù)判斷結(jié)果，確定向機(jī)械手發(fā)出的控制指令，并將控制指令發(fā)送至機(jī)械手；

26、機(jī)械手接收控制指令，并根據(jù)指令內(nèi)容執(zhí)行對應(yīng)的動作，若指令是繼續(xù)執(zhí)行當(dāng)前任務(wù)，則機(jī)械手保持正常的運(yùn)動狀態(tài)；若指令是停止運(yùn)動，則機(jī)械手立刻停止當(dāng)前運(yùn)動；若指令是停止運(yùn)動并返回指定位置，則機(jī)械手停止當(dāng)前運(yùn)動，并按照預(yù)設(shè)的路徑返回指定位置。

27、第二方面，一種基于震動感知器的機(jī)械手誤撞擊控制系統(tǒng)，包括：

28、獲取模塊，用于通過安裝在機(jī)械手的前端的振動感知器實(shí)時(shí)獲取機(jī)械手的當(dāng)前狀態(tài)，當(dāng)前狀態(tài)包括有工件時(shí)、無工件時(shí)及不同運(yùn)動速度下的機(jī)械手的狀態(tài)；根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)，提取機(jī)械手對應(yīng)的實(shí)時(shí)的振幅和頻率數(shù)據(jù)；

29、處理模塊，用于計(jì)算實(shí)時(shí)的振幅和頻率數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的參考值之間的相對偏差，包括振幅相對偏差和頻率相對偏差；根據(jù)相對偏差，以及預(yù)設(shè)的偏差閾值，判斷機(jī)械手的狀態(tài)是否存在異常碰撞，以得到判斷結(jié)果；根據(jù)判斷結(jié)果，向機(jī)械手發(fā)出對應(yīng)的控制指令，以使機(jī)械手根據(jù)對應(yīng)的控制指令運(yùn)動。

30、第三方面，一種計(jì)算設(shè)備，包括：

31、一個(gè)或多個(gè)處理器；

32、存儲裝置，用于存儲一個(gè)或多個(gè)程序，當(dāng)所述一個(gè)或多個(gè)程序被所述一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行，使得所述一個(gè)或多個(gè)處理器實(shí)現(xiàn)所述的方法。

33、第四方面，一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中存儲有程序，該程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)所述的方法。

34、本發(fā)明的上述方案至少包括以下有益效果：

35、通過安裝在機(jī)械手前端的震動感知器，能夠?qū)崟r(shí)獲取機(jī)械手的當(dāng)前狀態(tài)，包括在不同條件下的振幅和頻率數(shù)據(jù)。這種實(shí)時(shí)監(jiān)測有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的碰撞風(fēng)險(xiǎn)，從而在碰撞發(fā)生前采取預(yù)防措施，提高機(jī)械手操作的安全性。該方法能夠準(zhǔn)確提取機(jī)械手在不同狀態(tài)下的振幅和頻率數(shù)據(jù)，并與預(yù)設(shè)的參考值進(jìn)行比較，計(jì)算出相對偏差。這種精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)分析為后續(xù)的碰撞判斷提供了可靠依據(jù)。

36、通過比較實(shí)時(shí)的振幅和頻率數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的偏差閾值，能夠智能地判斷機(jī)械手是否發(fā)生異常碰撞。這種智能判斷機(jī)制避免了人為干預(yù)的誤差，提高了碰撞檢測的準(zhǔn)確性和效率。一旦檢測到異常碰撞，能夠迅速向機(jī)械手發(fā)出對應(yīng)的控制指令，使機(jī)械手根據(jù)指令進(jìn)行調(diào)整或停止運(yùn)動。這種快速響應(yīng)機(jī)制有助于及時(shí)防止碰撞事故的擴(kuò)大，保護(hù)機(jī)械手及周邊設(shè)備免受進(jìn)一步損害。通過減少碰撞事故的發(fā)生，有助于降低設(shè)備損壞率，減少維修和更換成本。同時(shí)，避免生產(chǎn)中斷也提高了生產(chǎn)效率。

37、基于震動感知器的機(jī)械手誤撞擊控制方法增強(qiáng)了整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測和智能控制，確保機(jī)械手在復(fù)雜的工作環(huán)境中能夠安全、穩(wěn)定地運(yùn)行。

技術(shù)特征：

1.一種基于震動感知器的機(jī)械手誤撞擊控制方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于震動感知器的機(jī)械手誤撞擊控制方法，其特征在于，通過安裝在機(jī)械手的前端的振動感知器實(shí)時(shí)獲取機(jī)械手的當(dāng)前狀態(tài)，當(dāng)前狀態(tài)包括有工件時(shí)、無工件時(shí)及不同運(yùn)動速度下的機(jī)械手的狀態(tài)，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于震動感知器的機(jī)械手誤撞擊控制方法，其特征在于，根據(jù)相對偏差，以及預(yù)設(shè)的偏差閾值，判斷機(jī)械手的狀態(tài)是否存在異常碰撞，以得到判斷結(jié)果，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于震動感知器的機(jī)械手誤撞擊控制方法，其特征在于，振幅相對偏差的計(jì)算公式為：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于震動感知器的機(jī)械手誤撞擊控制方法，其特征在于，頻率相對偏差的計(jì)算公式為：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于震動感知器的機(jī)械手誤撞擊控制方法，其特征在于，根據(jù)判斷結(jié)果，向機(jī)械手發(fā)出對應(yīng)的控制指令，以使機(jī)械手根據(jù)對應(yīng)的控制指令運(yùn)動，包括：

7.一種基于震動感知器的機(jī)械手誤撞擊控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：

8.一種計(jì)算設(shè)備，其特征在于，包括：

9.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中存儲有程序，該程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種基于震動感知器的機(jī)械手誤撞擊控制方法及系統(tǒng)，涉及智能控制技術(shù)領(lǐng)域，所述方法包括：根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)，提取機(jī)械手對應(yīng)的實(shí)時(shí)的振幅和頻率數(shù)據(jù)；計(jì)算實(shí)時(shí)的振幅和頻率數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的參考值之間的相對偏差，包括振幅相對偏差和頻率相對偏差；根據(jù)相對偏差，以及預(yù)設(shè)的偏差閾值，判斷機(jī)械手的狀態(tài)是否存在異常碰撞，以得到判斷結(jié)果；根據(jù)判斷結(jié)果，向機(jī)械手發(fā)出對應(yīng)的控制指令，以使機(jī)械手根據(jù)對應(yīng)的控制指令運(yùn)動。本發(fā)明通過實(shí)時(shí)監(jiān)測機(jī)械手的振幅和頻率數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)判斷是否存在異常碰撞，并據(jù)此向機(jī)械手發(fā)出相應(yīng)控制指令，有效提升了機(jī)械手的操作安全性和智能化水平。

技術(shù)研發(fā)人員：戚漢凌,馮雷
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京和崎精密科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9