CN106514644B - 一种带有记忆合金吊缆的机器人,控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例示出一种带有记忆合金吊缆的机器人,控制方法及装置。所述机器人包括：机械臂，控制平台，轮子和吊缆装置；其中所述吊缆装置包括：控制器，位移传感器和至少2个记忆合金抓手。本发明实施例示出的机器人，当位移传感器检测到记忆合金抓手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，控制平台控制控制器中的电加热装置对记忆合金抓手进行加热，从而使记忆合金抓手变形伸直，相邻两段记忆合金抓手之间的距离缩小，从而实现对物体的抓紧、套固等动作。本发明结构简单，操作方便，通过记忆合金的记忆功能实现物体的抓紧套牢等动作，未采用液压驱动装置，因此不会出现漏油污染电器元件的问题。

Description

一种带有记忆合金吊缆的机器人,控制方法及装置

技术领域

本发明涉及微型机器人领域，特别涉及一种带有记忆合金吊缆的机器人,控制方法及装置。

背景技术

记忆合金即拥有记忆功能的合金，它分为单程记忆合金、双程记忆合金和全程记忆合金。形状记忆合金具有形状记忆效应，以记忆合金制成的弹簧为例，把这种弹簧放在热水中，弹簧的长度立即伸长，再放到冷水中，它会立即恢复原状。另外，形状记忆合金由于其特有的优异的性能，因而广泛应用于电力系统中。

电力系统中，在GIS设备检修和维护的过程中时有电器元件掉落的现象发生。在实际生产中通过吊缆来抓取掉落的电器元件，吊缆包括机架和设置于机架外部且与机架铰接的齿轮组，所述齿轮组包括左齿轮和右齿轮，所述左齿轮和右齿轮活动连接，且左齿轮和右齿轮关于机架纵向中心轴对称，所述齿轮组的下部与抓手连接，且所述齿轮组中的任一齿轮的上部与液压缸活动连接。通过液压缸的活塞运动来驱动抓手加紧电学元件。

普通吊缆的驱动方式，采用液压驱动方式。液压驱动方式的吊缆在在抓取电器元件的过程中，常伴有油渗漏的现象，渗漏的油会污染电器元件。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种带有记忆合金吊缆的机器人,控制方法及装置，以解决现有吊缆在抓取电器元件的过程中，常伴有油渗漏的现象，渗漏的油会污染电器元件的问题。

根据本发明的实施例，提供了一种带有记忆合金吊缆的机器人，包括：机械臂，控制平台，轮子和吊缆装置；

其中所述吊缆装置包括：控制器，位移传感器和至少2个记忆合金抓手；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控制器的一端相连接；所述控制器与所述控制平台电连接；每条所述记忆合金抓手呈圆弧状；每条所述记忆合金抓手的一端均与所述控制器的另一端相连接，形成所述固定端；所述记忆合金抓手的自由端形成抓取端；所述抓取端的截面大于所述固定端的截面；所述控制器设置有加热装置，所述加热装置与所述记忆合金抓手的一端相连接；所述位移传感器固定在所述记忆合金抓手另一端。

进一步，每条所述记忆合金抓手呈圆弧型，所述记忆合金抓手的长度为50cm。

进一步，所述控制器的横截面为圆形，所述记忆合金抓手圆周均布所述控制器的另一端。

进一步，所述记忆合金抓手的一端与所述控制器的另一端可拆卸式连接。

进一步，所述记忆合金抓手的个数为6个。

进一步，所述轮子为万向轮。

本发明第二方面示出一种带有记忆合金吊缆的机器人控制方法，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，所述机械臂带动记忆合金抓手运动；

实时获取所记忆合金抓手与目标物之间的距离；

判断所述记忆合金抓手与目标物之间的距离是否小于或等于预置距离；

若记忆合金抓手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。

本发明第三方面示出一种带有记忆合金吊缆的机器人控制装置，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，所述机械臂带动记忆合金抓手运动；

第二获取模块，第二获取模块用于实时获取所记忆合金抓手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记忆合金抓手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。

由以上技术方案可知，本发明实施例示出一种带有记忆合金吊缆的机器人,控制方法及装置。所述机器人包括：机械臂，控制平台，轮子和吊缆装置；其中所述吊缆装置包括：控制器，位移传感器和至少2个记忆合金抓手；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控制器的一端相连接；所述控制器与所述控制平台电连接；每条所述记忆合金抓手呈圆弧状；每条所述记忆合金抓手的一端均与所述控制器的另一端相连接，形成所述固定端；所述记忆合金抓手的自由端形成抓取端；所述抓取端的截面大于所述固定端的截面；所述控制器设置有加热装置，所述加热装置与所述记忆合金抓手的一端相连接；所述位移传感器固定在所述记忆合金抓手另一端。本发明实施例示出的机器人，当位移传感器检测到记忆合金抓手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，控制平台控制控制器中的电加热装置对记忆合金抓手进行加热，从而使记忆合金抓手变形伸直，相邻两段记忆合金抓手之间的距离缩小，从而实现对物体的抓紧、套固等动作。本发明结构简单，操作方便，通过记忆合金的记忆功能实现物体的抓紧套牢等动作，未采用液压驱动装置，因此不会出现漏油污染电器元件的问题。

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记忆合金吊缆的机器人；

图2为根据一优选实施例示出的一种带有记忆合金吊缆的机器人的控制方法流程图；

图3为根据一优选实施例示出的一种带有记忆合金吊缆的机器人的控制装置结构图。

图例说明：

1-控制平台；11-轮子；2-机械臂；3-吊缆装置；31-控制器；311-加热装置；32-记忆合金抓手；33-位移传感器；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。

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。

本发明实施例示出一种带有记忆合金吊缆的机器人，如图1所示，所述机器人包括：机械臂2，控制平台1，轮子11和吊缆装置3；其中所述吊缆装置3包括：控制器31，位移传感器33和至少2个记忆合金抓手32；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的另一端与所述控制器31的一端相连接；所述控制器31与所述控制平台1电连接；每条所述记忆合金抓手32呈圆弧状；每条所述记忆合金抓手32的一端均与所述控制器31的另一端相连接，形成固定端；所述记忆合金抓手32的自由端形成抓取端；所述抓取端的截面大于所述固定端的截面；所述控制器31设置有加热装置311，所述加热装置311与所述记忆合金抓手32的一端相连接；所述位移传感器33固定在所述记忆合金抓手32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的另一端与所述控制器31的一端相连接；所述机械臂2用于支撑所述吊缆装置3；所述机械臂2可以在GIS设备中大范围运动进而带动所述吊缆装置3运动；所述控制器31与所述控制平台1电连接；所述调控制器31设置有加热装置311，所述加热装置311与所述记忆合金抓手32的一端相连接，所述记忆合金抓手32的另一端与所述位移传感器33相连接；当位移传感器33检测到记忆合金抓手32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控制控制器31中的电加热装置311对记忆合金抓手32进行加热，从而使记忆合金抓手32变形伸直，相邻两段记忆合金抓手32之间的距离缩小，从而实现对物体的抓紧、套固等动作。本发明结构简单，操作方便，通过记忆合金的记忆功能实现物体的抓紧套牢等动作，未采用液压驱动装置，因此不会出现漏油污染电器元件的问题。

每条所述记忆合金抓手32的一端均与所述控制器31的另一端相连接，形成固定端；所述记忆合金抓手32的自由端形成抓取端；所述抓取端的截面大于所述固定端的截面。由于抓取端的截面大于所述固定端的截面，被抓取的物质可以成功的被套入吊缆装置3中，当对记忆合金抓手32进行加热时，从而使记忆合金抓手32变形伸直，记忆合金抓手32所形成的间隙与固定端的截面等大，相邻两段记忆合金抓手32之间的距离缩小，从而实现对物体的抓紧、套固等动作。

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。

进一步，每条所述记忆合金抓手32呈圆弧型，所述记忆合金抓手32的长度为50cm。

进一步，所述控制器31的横截面为圆形，所述记忆合金抓手32圆周均布所述控制器31的另一端。

具体的，在记忆合金抓手32变形伸直时，所述记忆合金抓手32均布与所述目标设备的周围，同时向所述目标设备施加作用力，所述目标设备受力均匀，进而保证所述目标设备不会发生侧滑或掉落的现象。

进一步，所述记忆合金抓手32的一端与所述控制器31的另一端可拆卸式连接。

具体的，需要说明的是，每种记忆合计抓手的弧度不同，在目标设备抓紧，套牢过程中可根据目标设备的尺寸选择与目标设备尺寸线相匹配记忆合金抓手32。因本发明实施例将所述记忆合金抓手32的一端与所述控制器31的另一端可拆卸式连接，方便所述记忆合金抓手32的更换。

进一步，所述记忆合金抓手32的个数为6个。

具体的，在记忆合金抓手32变形伸直是，6个所述记忆合金抓手32同时向所述目标设备施加作用力，所述目标设备受力均匀，进而保证所述目标设备不会发生侧滑或掉落的现象。

进一步，所述轮子11为万向轮。

具体的，所述万向轮帮助机器人360度旋转，帮助机器人在GIS设备中灵活的运动。

本发明第二方面示出一种带有记忆合金吊缆的机器人控制方法，如图2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，所述机械臂带动记忆合金抓手运动；

S103实时获取所记忆合金抓手与目标物之间的距离；

S104判断所述记忆合金抓手与目标物之间的距离是否小于或等于预置距离；

若记忆合金抓手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1获取启动信号，所述机械臂2带动吊缆装置3运动，此时，位移传感器33实时的检测到记忆合金抓手32与目标设备之间的距离，并将所述距离上传至控制平台1，控制平台1获取所述记忆合金抓手32与目标物之间的距离；并判断所述记忆合金抓手32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33检测到记忆合金抓手32与目标设备之间的距离达到预置距离时，即所述目标设备已经被套入所述吊缆装置3中时，控制平台1控制机械臂2停止运动，当所述控制机械臂2停止运动时，控制平台1发送加热信号至控制器31的加热装置311，所述控制器31中的电加热装置311对记忆合金抓手32进行加热，从而使记忆合金抓手32变形伸直，相邻两段记忆合金抓手32之间的距离缩小，从而实现对物体的抓紧、套固等动作。本发明结构简单，操作方便，通过记忆合金的记忆功能实现物体的抓紧套牢等动作，未采用液压驱动装置，因此不会出现漏油污染电器元件的问题。

本发明第三方面示出一种带有记忆合金吊缆的机器人控制装置，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2运动，所述机械臂2带动记忆合金抓手32运动；

第二获取模块203，第二获取模块203用于实时获取所记忆合金抓手32与目标物之间的距离；

判断模块204，所述判断模块204用于判断所述记忆合金抓手32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2停止运动；

发送模块206，所述发送模块206用于加热信号。

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2运动，所述机械臂2带动吊缆装置3运动；此时，位移传感器33实时的检测到记忆合计抓手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用于获取所记忆合金抓手32与目标物之间的距离；判断模块204判断所述记忆合金抓手32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33检测到记忆合金抓手32与目标设备之间的距离达到预置距离时，即所述目标设备已经被套入所述吊缆装置3中时，第一控制模块205控制机械臂2停止运动；当所述控制机械臂2停止运动时，发送模块206发送加热信号至控制器31的加热装置311，所述控制器31中的电加热装置311对记忆合金抓手32进行加热，，从而使记忆合金抓手32变形伸直，相邻两段记忆合金抓手32之间的距离缩小，从而实现对物体的抓紧、套固等动作。本发明结构简单，操作方便，通过记忆合金的记忆功能实现物体的抓紧套牢等动作，未采用液压驱动装置，因此不会出现漏油污染电器元件的问题。

由以上技术方案可知，本发明实施例示出一种带有记忆合金吊缆的机器人,控制方法及装置。所述机器人包括：机械臂2，控制平台1，轮子11和吊缆装置3；其中所述吊缆装置3包括：控制器31，位移传感器33和至少2个记忆合金抓手32；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的另一端与所述控制器31的一端相连接；所述控制器31与所述控制平台1电连接；每条所述记忆合金抓手32呈圆弧状；每条所述记忆合金抓手32的一端均与所述控制器31的另一端相连接，形成所述固定端；所述记忆合金抓手32的自由端形成抓取端；所述抓取端的截面大于所述固定端的截面；所述控制器31设置有加热装置311，所述加热装置311与所述记忆合金抓手32的一端相连接；所述位移传感器33固定在所述记忆合金抓手32另一端。本发明实施例示出的机器人，当位移传感器33检测到记忆合金抓手32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控制控制器31中的电加热装置311对记忆合金抓手32进行加热，从而使记忆合金抓手32变形伸直，相邻两段记忆合金抓手32之间的距离缩小，从而实现对物体的抓紧、套固等动作。本发明结构简单，操作方便，通过记忆合金的记忆功能实现物体的抓紧套牢等动作，未采用液压驱动装置，因此不会出现漏油污染电器元件的问题。

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)

1.一种带有记忆合金吊缆的机器人，其特征在于，包括：机械臂，控制平台，轮子和吊缆装置；

其中所述吊缆装置包括：控制器，位移传感器和至少2个记忆合金抓手；

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控制器的一端相连接；

所述控制器与所述控制平台电连接；

每条所述记忆合金抓手呈圆弧状；

所述记忆合金抓手的一端与所述控制器的另一端相连接，形成固定端；

所述记忆合金抓手的自由端形成抓取端；

所述抓取端的截面大于所述固定端的截面；

所述控制器设置有加热装置，所述加热装置与所述记忆合金抓手的一端相连接；

所述位移传感器固定在所述记忆合金抓手另一端。

2.根据权利要求1所述的一种带有记忆合金吊缆的机器人，其特征在于，

每条所述记忆合金抓手呈圆弧型，所述记忆合金抓手的长度为50cm。

3.根据权利要求2所述的一种带有记忆合金吊缆的机器人，其特征在于，所述控制器的横截面为圆形，所述记忆合金抓手圆周均布所述控制器的另一端。

4.根据权利要求3所述的一种带有记忆合金吊缆的机器人，其特征在于，所述记忆合金抓手的个数为6个。

5.根据权利要求1所述的一种带有记忆合金吊缆的机器人，其特征在于，所述记忆合金抓手一端与所述控制器的另一端可拆卸式连接。

6.根据权利要求1所述的一种带有记忆合金吊缆的机器人，其特征在于，所述轮子为万向轮。

7.一种带有记忆合金吊缆的机器人控制方法，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，所述机械臂带动记忆合金抓手运动；

实时获取所记忆合金抓手与目标物之间的距离；

判断所述记忆合金抓手与目标物之间的距离是否小于或等于预置距离；

若记忆合金抓手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。

8.一种带有记忆合金吊缆的机器人控制装置，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，所述机械臂带动记忆合金抓手运动；

第二获取模块，第二获取模块用于实时获取所记忆合金抓手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记忆合金抓手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，所述发送模块用于发送加热信号。