CN106514604A - 一种带有微调机械臂的机器人，控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明示出一种带有微调机械臂的机器人，控制方法及装置，所述机器人包括：机械臂，控制平台，轮子和微调装置；其中所述微调装置包括：微调控制器，记忆弹簧，位移传感器和支座；所述微调装置设置有加热装置；本发明实施例示出的机器人，当位移传感器检测到支座上的成像板与目标设备之间的距离达到预置距离时，机器人的控制平台控制机械臂停止运动，控制平台控制微调控制器中的电加热装置对记忆弹簧进行加热，记忆弹簧缓慢向前运动，从而使成像板再缓慢向前运动预置距离，使成像板既可以更近距离的靠近目标物体又防止与目标的碰撞，达到微调的目的。

Description

一种带有微调机械臂的机器人，控制方法及装置

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种带有微调机械臂的机器人，控制方法及装置。

背景技术

随着经济的发展，无损检测技术也越来越广泛的应用于多种工程领域。目前,无损检测广泛应用于机械制造、航空、航天、电力、石油、化工、汽车、建筑、等行业受力部件的内部质量的检测。X射线检测是工件质量检测中广泛应用的重要无损检测技术，其检测速度快，可灵活进行实时检测记录；一般的X射线机都比较称重，质量比较大，需要耗费大量的人力来搬运设备，在电力行业对GIS设备进行X射线无损检测需要成像板来接收拍摄的图像。

为了节省人力，提高工作效率，在一些电力行业部门设计了采用机械臂来移动成像板，通过机械臂夹持成像板来捕捉GIS设备的图像。

为了捕捉到GIS设备的高清图像，夹持成像板的机械臂在移动过程中需将成像板尽可能的靠近GIS设备。传统的机械臂在移动过程中，由于移动速度过快机械臂在惯性的作用下，碰撞GIS设备而造成设备的损坏。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种带有微调机械臂的机器人，控制方法及装置，以解决现有机械臂在移动过程中碰撞GIS设备而造成设备GIS设备的损坏的问题。

根据本发明第一方面提供了一种带有微调机械臂的机器人，包括：机械臂，控制平台，轮子和微调装置；其中所述微调装置包括：微调控制器，记忆弹簧，位移传感器和支座；所述控制平台的底部的四个顶角分别设置有所述轮子；所述控制平台的顶端与所述机械臂的一端相连接；所述机械臂的另一端与所述微调控制器的一端相连接；所述微调控制器与所述控制平台电连接；所述微调控制器设置有加热装置，所述加热装置与所述记忆弹簧相连接；所述记忆弹簧的一端与所述微调控制器的另一端相连接，所述记忆弹簧的另一端与所述支座的一端相连接；所述位移传感器固定在所述支座的另一端。

进一步，所述微调装置还包括：两个活动伸缩杆；所述活动伸缩杆包括：固定杆和滑动杆；所述固定杆的一端与所述微调控制器的另一端相连接；所述固定杆的另一端与所述滑动杆的一端嵌套式连接；所述滑动杆的另一端与所述支座的一端相连接；所述记忆弹簧位于两个活动伸缩杆之间。

进一步，所述固定杆的长度为5cm，所述滑动杆的长为4cm。

进一步，所述记忆弹簧的一端与所述微调控制器的另一端可拆卸式连接，所述记忆弹簧的另一端与所述支座可拆卸式连接。

本发明第二方面示出一种带有微调机械臂的机器人控制方法，所述方法包括：

获取启动信号；

根据所述启动信号，驱动机械臂运动，所述机械臂带动支座运动；

实时获取所述支座与目标物之间的距离；

判断所述支座与目标物之间的距离是否小于或等于预置距离；

若所述支座与目标物之间的距离小于等于预置距离，则控制机械臂停止运动；

当所述控制机械臂停止运动时，发送加热信号。

进一步，当所述控制机械臂停止运动时，发送加热信号，包括：

根据所述预置距离，设定加热温度；

当所述控制机械臂停止运动时，根据所述加热温度，发送加热信号。

本发明第三方面示出一种带有微调机械臂的机器人控制装置，所述装置包括：

第一获取模块，所述第一获取模块用于获取启动信号；

驱动模块，所述驱动模块用于驱动机械臂运动，所述机械臂带动支座运动；

第二获取模块，第二获取模块用于实时获取所述支座与目标物之间的距离；

判断模块，所述判断模块用于判断所述支架与目标物之间的距离是否小于或等于预置距离；

第一控制模块，所述第一控制模块用于控制机械臂停止运动；

发送模块，所述发送模块用于加热信号。

进一步，所述发送模块包括：

设定模块，所述设定模块用于根据所述预置距离，设定加热温度；

子发送模块，所述子发送模块用于根据所述加热温度，发送加热信号。

由以上技术方案可知，本发明示出一种带有微调机械臂的机器人，控制方法及装置，所述机器人包括：机械臂，控制平台，轮子和微调装置；其中所述微调装置包括：微调控制器，记忆弹簧，位移传感器和支座；所述控制平台的底部的四个顶角分别设置有所述轮子；所述控制平台的顶端与所述机械臂的一端相连接；所述机械臂的另一端与所述微调控制器的一端相连接；所述微调控制器与所述控制平台电连接；所述微调控制器设置有加热装置，所述加热装置与所述记忆弹簧相连接；所述记忆弹簧的一端与所述微调控制器的另一端相连接，所述记忆弹簧的另一端与所述支座的一端相连接；所述位移传感器固定在所述支座的另一端。本发明实施例示出的机器人，当位移传感器检测到支座上的成像板与目标设备之间的距离达到预置距离时，机器人的控制平台控制机械臂停止运动，控制平台控制微调控制器中的电加热装置对记忆弹簧进行加热，记忆弹簧缓慢向前运动，从而使成像板再缓慢向前运动预置距离，使成像板既可以更近距离的靠近目标物体又防止与目标的碰撞，达到微调的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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得其他的附图。

图1为根据一优选实施例示出的一种带有微调机械臂的机器人的结构示意图；

图2为根据一优选实施例示出的常温状态下的微调装置的结构示意图；

图3为根据一优选实施例示出的受热状态下的微调装置的结构示意图；

图4为根据一优选实施例示出的一种带有微调机械臂的机器人的控制方法的流程图；

图5为根据一优选实施例示出的步骤S106的流程图；

图6为根据一优选实施例示出的一种带有微调机械臂的机器人的控制装置的结构示意图；

图7为根据一优选实施例示出的发送模块的结构示意图。

图例说明：

1-控制平台；11-轮子；2-机械臂；3-微调装置；31-微调控制器；311-加热装置；32-记忆弹簧；321-常温状态下的记忆弹簧；322-受热状态下的记忆弹簧；33-位移传感器；34-支座；35-活动伸缩杆；351-固定杆；352-滑动杆；201-第一获取模块；202-驱动模块；203-第二获取模块；204-判断模块；205-第一控制模块；206-发送模块；2061-设定模块；2062-子发送模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明第一方面示出一种带有微调机械臂的机器人，如图1所示，图1为根据一优选实施例示出的一种带有微调机械臂的机器人的结构示意图；所述机器人包括：机械臂2，控制平台1，轮子11和微调装置3；其中所述微调装置3包括：微调控制器31，记忆弹簧32，位移传感器33和支座34；所述控制平台1的底部的四个顶角分别设置有所述轮子11；所述控制平台1的顶端与所述机械臂2的一端相连接；所述机械臂2的另一端与所述微调控制器31的一端相连接；所述微调控制器31与所述控制平台1电连接；所述微调控制器31设置有加热装置311，所述加热装置311与所述记忆弹簧32相连接；所述记忆弹簧32的一端与所述微调控制器31的另一端相连接，所述记忆弹簧32的另一端与所述支座34的一端相连接；所述位移传感器33固定在所述支座34的另一端。

具体的，所述控制平台1的底部的四个顶角分别设置有所述轮子11；所述机器人可以在GIS设备中灵活的移动；所述控制平台1的顶端与所述机械臂2的一端相连接；所述机械臂2为多关节机械臂2，其中所述机械臂2包括至少一个子臂，所述子臂之间通过旋转轴相连接，进而保证所述机械臂2可在大范围内移动；所述机械臂2的另一端与所述微调控制器31的一端相连接；所述机械臂2用于支撑所述微调控制器31；所述机械臂2可以在GIS设备中大范围运动进而带动所述微调控制器31运动；所述微调控制器31与所述控制平台1电连接；所述微调控制器31设置有加热装置311，所述加热装置311与所述记忆弹簧32相连接；当位移传感器33检测到支座34上的成像板与目标设备之间的距离达到预置距离时，机器人的控制平台1控制机械臂2停止运动，控制平台1控制微调控制器31中的电加热装置311对记忆弹簧32进行加热，记忆弹簧32缓慢向前运动，从而使成像板再缓慢向，使成像板既可以更近距离的靠近目标物体又防止与目标的碰撞，达到微调的目的。

需要说明的是，形状记忆合金另一种重要性质是伪弹性(pseudoelasticity，又称超弹性，superelasticity)，是一种有记忆力的智能金属做成的，它的微观结构有两种相对稳定的状态，在高温下这种合金可以被变成任何你想要的形状，在较低的温度下合金可以被拉伸，但若对它重新加热，它会记起它原来的形状，而变回去。

本发明实施例采用记忆合弹簧，常温状态下的记忆弹簧321的初始长度为5cm，如图2所示，图2为常温状态下的微调装置的结构示意图；常温状态下的记忆弹簧321的长度为5cm，位移传感器33检测到支座34上的成像板与目标设备之间的距离，当位移传感器33检测到支座34上的成像板与目标设备之间的距离达到预置距离时，本实施例中的预置距离为2cm，所述位移传感器33发送一停止运动信号，此时所述控制平台1控制所述机械臂2停止运动，控制平台1发送加热信号至微调控制器31，所述微调控制器31中的电加热装置311对记忆弹簧32进行加热，如图3所示为受热状态下的微调装置的结构示意图，本实施例中加热状态下记忆弹簧322的长度为7cm，从而使成像板再缓慢向前移动2cm。保证成像板不会与目标设备发生碰撞。

进一步，所述微调装置3还包括：两个活动伸缩杆35；所述活动伸缩杆35包括：固定杆351和滑动杆352；所述固定杆351的一端与所述微调控制器31的另一端相连接；所述固定杆351的另一端与所述滑动杆352的一端嵌套式连接；所述滑动杆352的另一端与所述支座34的一端相连接；所述记忆弹簧32位于两个活动伸缩杆35之间。

具体的，记忆弹簧32位于所述第一活动伸缩杆35和第二活动伸缩杆35之间的位置，当所述记忆弹簧32受热变形伸长时，所述固定杆351与所述活动嵌套式连接，所述固定杆351与所述活动杆总体长度会与记忆弹簧32的长度保持一致，从而使整个微调装置3更加稳定控制支座34与微调控制器31的水平位置。

进一步，所述固定杆351的长度为5cm，所述滑动杆352的长度为4cm。

具体的，固定杆351和滑动杆352的设计长度出于对常温状态下的记忆弹簧321长度的考虑，本发明实施例所采用的在常温下的记忆弹簧321自然长度大于等于5cm，受热状态下的记忆弹簧322的长度为7cm，所述固定杆351的长度为5cm，所述滑动杆352的长度为4cm；常温下所述固定杆351与所述滑动杆352处于完全嵌套的状态，所述微调装置3结构最为稳定。受热状态下的记忆弹簧322的长度为7cm，所述固定杆351与所述滑动杆352总长度大于7cm。因此将滑动杆352设计成4cm，固定杆351设计成5cm。

进一步，所述记忆弹簧32的一端与所述微调控制器31的另一端可拆卸式连接，所述记忆弹簧32的另一端与所述支座34的一端可拆卸式连接。

具体的，需要说明的是，每种记忆弹簧32的伸长长度不同，在实际图像采集的过程中可根据GIS设备的内部环境，在控制平台1上设定相应的预置距离，然后根据相应的预置距离选择与预置距离相匹配的记忆弹簧32。因本发明实施例将述记忆弹簧32的一端与所述微调控制器31的另一端可拆卸式连接，所述记忆弹簧32的另一端与所述支座34的一端可拆卸式连接。方便所述记忆弹簧32的更换。

本发明第二方面示出一种带有微调机械臂的机器人控制方法，如图4所示，所述方法包括：

S101获取启动信号；

S102根据所述启动信号，驱动机械臂运动，所述机械臂带动支座运动；

S103实时获取所述支座与目标物之间的距离；

S104判断所述支座与目标物之间的距离是否小于或等于预置距离；

若所述支座与目标物之间的距离小于等于预置距离，则执行S105控制机械臂停止运动；

当所述控制机械臂停止运动时，执行S106发送加热信号。

具体的，所述控制平台获取启动信号，所述机械臂带动支座运动，此时，位移传感器实时的检测到支座与目标设备之间的距离，并将所述距离上传至控制平台，控制平台获取所述支架与目标物之间的距离；并判断所述支座与目标物之间的距离是否小于或等于预置距离；当位移传感器检测到支座与目标设备之间的距离达到预置距离时，控制平台控制机械臂停止运动，当所述控制机械臂停止运动时，控制平台发送加热信号至微调控制器的加热装置，所述微调控制器中的电加热装置对记忆弹簧进行加热，记忆弹簧3在受热状态下会缓慢变形伸长，带动成像板继续向前缓慢的移动一段距离，使成像板既可以更近距离的靠近目标物体又防止与目标的碰撞，达到微调的目的。

进一步，如图4所示，步骤S106包括：

S1061根据所述预置距离，设定加热温度；

当所述控制机械臂停止运动时，S1062根据所述加热温度，发送加热信号。

具体的，每种记忆弹簧的伸长长度不同，在实际图像采集的过程中可根据GIS设备的内部环境，在控制平台上设定相应的预置距离，然后根据相应的预置距离选择与预置距离相匹配的记忆弹簧。每种记忆弹簧的即热温度不同，本发明实施例根据所述预置距离，选择相应的记忆弹簧，所选的记忆弹簧，设定加热温度，当所述控制机械臂停止运动时，控制平台根据所述加热温度，发送加热信号至微调控制器的加热装置，所述微调控制器中的电加热装置对记忆弹簧进行加热，记忆弹簧在受热状态下会缓慢变形伸长，带动成像板继续向前缓慢的移动一段距离，使成像板既可以更近距离的靠近目标物体又防止与目标的碰撞，达到微调的目的。

本发明实施例将述记忆弹簧的一端与所述微调控制器的一端可拆卸式连接，所述记忆弹簧的另一端与所述支座可拆卸式连接。方便所述记忆弹簧的更换。适用于不同微距离的调节。

本发明第三方面示出一种带有微调机械臂的机器人控制装置，如图6所示所述装置包括：

第一获取模块201，所述第一获取模块201用于获取启动信号；

驱动模块202，所述驱动模块202用于驱动机械臂运动，所述机械臂带动支座运动；

第二获取模块203，第二获取模块203用于实时获取所述支座与目标物之间的距离；

判断模块204，所述判断模块204用于判断所述支架与目标物之间的距离是否小于或等于预置距离；

第一控制模块205，所述第一控制模块205用于控制机械臂停止运动；

发送模块206，所述发送模块206用于发送加热信号。

具体的，第一获取模块201获取启动信号，驱动模块202驱动机械臂运动，所述机械臂带动支座运动；此时，位移传感器实时的检测到支座与目标设备之间的距离，并将所述距离上第二获取模块203，第二获取模块203用于获取所述支座与目标物之间的距离；判断模块204判断所述支座与目标物之间的距离是否小于或等于预置距离；当位移传感器检测到支座与目标设备之间的距离达到预置距离时，第一控制模块205控制机械臂停止运动；当所述控制机械臂停止运动时，发送模块206发送加热信号至微调控制器的加热装置，所述微调控制器中的电加热装置对记忆弹簧进行加热，记忆弹簧在受热状态下会缓慢变形伸长，带动成像板继续向前缓慢的移动一段距离，使成像板既可以更近距离的靠近目标物体又防止与目标的碰撞，达到微调的目的。

进一步，如图7所示，所述发送模块206包括：

设定模块2061，所述设定模块2061用于根据所述预置距离，设定加热温度；

子发送模块2062，所述子发送模块2062用于根据所述加热温度，发送加热信号。

具体的，每种记忆弹簧的伸长长度不同，在实际图像采集的过程中可根据GIS设备的内部环境，在控制平台上设定相应的预置距离，然后根据相应的预置距离选择与预置距离相匹配的记忆弹簧。每种记忆弹簧的即热温度不同，本发明实施例中设定模块2061根据所述预置距离，选择相应的记忆弹簧，所选的记忆弹簧，设定加热温度，当所述控制机械臂停止运动时，子发送模块2062根据所述加热温度，发送一加热信号至微调控制器的加热装置，所述微调控制器中的电加热装置对记忆弹簧进行加热，记忆弹簧在受热状态下会缓慢变形伸长，带动成像板继续向前缓慢的移动一段距离，使成像板既可以更近距离的靠近目标物体又防止与目标的碰撞，达到微调的目的。

由以上技术方案可知，一种带有微调机械臂2的机器人，控制方法及装置，所述包括：微调控制器31，记忆弹簧32，支座34，机械臂2，控制平台1，轮子11和两个活动伸缩杆35；所述活动伸缩杆35包括第一活动伸缩杆35和第二活动伸缩杆35；所述控制平台1的底部的四个顶角分别设置有所述轮子11；所述控制平台1的顶端与所述机械臂2的一端相连接；所述机械臂2的另一端与所述微调控制器31的一端相连接；所述微调控制器31与所述控制平台1电连接；所述微调控制器31的另一端与所述活动伸缩杆35的一端相连接；所述活动伸缩杆35的另一端与所述支座34相连接；所述记忆弹簧32的一端与所述微调控制器31的另一端相连接，所述记忆弹簧32的另一端与所述支座34相连接；所述记忆弹簧32位于所述第一活动伸缩杆35和第二活动伸缩杆35之间；所述微调控制器31设置有加热装置311，所述加热装置311与所述记忆弹簧32相连接。本发明实施例示出的机器人，当位移传感器33检测到支座34上的成像板与目标设备之间的距离达到预置距离时，机器人的控制平台1控制机械臂2停止运动，控制平台1控制微调控制器31中的电加热装置311对记忆弹簧32进行加热，记忆弹簧32缓慢向前运动，从而使成像板再缓慢向，使成像板既可以更近距离的靠近目标物体又防止与目标的碰撞，达到微调的目的。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种带有微调机械臂的机器人，其特征在于，包括：机械臂，控制平台，轮子和微调装置；

其中所述微调装置包括：微调控制器，记忆弹簧，位移传感器和支座；

所述控制平台的底部的四个顶角分别设置有所述轮子；

所述控制平台的顶端与所述机械臂的一端相连接；

所述机械臂的另一端与所述微调控制器的一端相连接；

所述微调控制器与所述控制平台电连接；

所述微调控制器设置有加热装置，所述加热装置与所述记忆弹簧相连接；

所述记忆弹簧的一端与所述微调控制器的另一端相连接，所述记忆弹簧的另一端与所述支座的一端相连接；

所述位移传感器固定在所述支座的另一端。

2.根据权利要求1所述的一种带有微调机械臂的机器人，其特征在于，

所述微调装置还包括：两个活动伸缩杆；

所述活动伸缩杆包括：固定杆和滑动杆；

所述固定杆的一端与所述微调控制器的另一端相连接；所述固定杆的另一端与所述滑动杆的一端嵌套式连接；

所述滑动杆的另一端与所述支座的一端相连接；

所述记忆弹簧位于两个活动伸缩杆之间。

3.根据权利要求2所述的一种带有微调机械臂的机器人，其特征在于，所述固定杆的长度为5cm，所述滑动杆的长为4cm。

4.根据权利要求1所述的一种带有微调机械臂的机器人，其特征在于，所述记忆弹簧的一端与所述微调控制器的另一端可拆卸式连接，所述记忆弹簧的另一端与所述支座的一端可拆卸式连接。

5.一种带有微调机械臂的机器人控制方法，其特征在于：所述方法包括：

获取启动信号；

根据所述启动信号，驱动机械臂运动，所述机械臂带动支座运动；

实时获取所述支座与目标物之间的距离；

判断所述支座与目标物之间的距离是否小于或等于预置距离；

若支座与目标物之间的距离小于等于预置距离，则控制机械臂停止运动；

当所述控制机械臂停止运动时，发送加热信号。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当所述控制机械臂停止运动时，发送加热信号，包括：

根据所述预置距离，设定加热温度；

当所述控制机械臂停止运动时，根据所述加热温度，发送加热信号。

7.一种带有微调机械臂的机器人控制装置，其特征在于，所述装置包括：

第一获取模块，所述第一获取模块用于获取启动信号；

驱动模块，所述驱动模块用于驱动机械臂运动，所述机械臂带动支座运动；

第二获取模块，第二获取模块用于实时获取所述支座与目标物之间的距离；

判断模块，所述判断模块用于判断所述支架与目标物之间的距离是否小于或等于预置距离；

第一控制模块，所述第一控制模块用于控制机械臂停止运动；

发送模块，所述发送模块用于加热信号。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述发送模块包括：

设定模块，所述设定模块用于根据所述预置距离，设定加热温度；

子发送模块，所述子发送模块用于根据所述加热温度，发送加热信号。