CN107220713B - 基于健康状态的机器人手臂实时保养方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于健康状态的机器人手臂实时保养方法，该方法包括：统计与机器人手臂健康状态相关的数据，利用统计运行数据构建参数信息库；将统计的手臂健康状态相关信息值进行处理，确定各种输入参数在机器人手臂方面健康状态所占权重；建立机器人手臂的健康值预测模型；根据机器人手臂健康值实时判断是否需要保养，若是，终端设备发出保养。本发明将实时参数具体化使用数学模型的方法，实现在机器人手臂故障发生之前及时保养，减少故障发生几率。

Description

基于健康状态的机器人手臂实时保养方法
技术领域
本发明涉及一种全自动重型装载机器人的监控和维护方法，尤其是一种机器人手臂实时保养的方法，属于全自动重型装载机器人手臂技术领域。
背景技术
全自动重型装载智能机器人是一种工业领域的工业机器人，目的是希望在无人参与的情况下，在各种复杂的环境中能够代替人类，自动执行作业，是一种靠自身动力和控制能力来实现各种操作的机器。重载机器人主要的工作部件就是机器人手臂，使用频率较高，对车间工作至关重要。机器人手臂长期承受重载和温度等因素的影响，引起机器人手臂磨损、关节松动等，长期会导致手臂故障甚至由链式反应影响整个机器人系统崩溃。所以，对机器人手臂的保养是十分必要。
因此，希望能够在故障发生之前对机器人手臂健康状态预测和及时保养。
发明内容
本发明的目的是提出一种基于健康状态的机器人手臂实时保养方法，该方法根据机器人手臂特征信息预测它的健康值，及时保养机器人手臂，尽量避免故障。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于健康状态的机器人手臂实时保养方法，其步骤为：
1）统计与机器人手臂健康状态相关的数据，利用统计运行数据构建参数信息库；
2）将统计的手臂健康状态相关信息值进行处理，确定各种输入参数在机器人手臂方面健康状态所占权重；
3）建立机器人手臂的健康值预测模型；
4）根据机器人手臂健康值实时判断是否需要保养，若是，终端设备发出保养提示。
所述统计与机器人手臂健康状态相关的数据是从机器人运行历史数据库中获取或者获取实时运行数据，包括机器人手臂连续使用时间记录t；使用应力检测技术实时统计机器人手臂的正面应力；对比机械手臂的最初状态判断机器人机械手臂的磨损程度和操作端松紧程度；根据机器人自身报警系统是否发出警告判断机械手臂是否遇到突发故障；从机器人系统数据库中得到机器人手臂的工作温度，并将相关数据存入参数信息信息库。
所述将统计的手臂健康值相关信息值进行处理，确定各种输入参数在机器人手臂方面健康状态所占权重包括将机器人数据库中的历史数据和实时获得的运行数据根据需要进行处理，确定最终输入参数数值，并根据历史故障分析确定各参数所占比重；
所述建立机器人手臂的健康度预测模型，该模型以步骤2）中处理出的机器人手臂的特征参数为输入，并输出健康值λ。
所述根据机器人手臂健康值实时判断是否需要保养，采用比较输出健康值λ与临界健康值η，来判断手臂是否需要保养，如果λ<η,说明机器人手臂需要保养，由终端设备发出保养提示，否则不需要保养，继续统计参数数据并存入数据库。
本发明的有益效果：
本发明能够对机器人手臂进行实时健康状态监控，实时提示是否需要保养信息，减少机器人手臂故障的几率，提高机器人的安全性；
本发明建立了机器人手臂的特征数据与手臂健康值之间的定量关系，统计的数据包括机器人手臂的历史数据和实时获取的运行数据，比较容易获取，信息数据精确，预测结果更加准确。
附图说明
图1本发明基于健康状态的机器人手臂实时保养方法流程图；
图2本发明简化系统组成模块框图。
具体实施方式
现在结合附图和优选实例对本发明做进一步详细的说明。这些附图均是简化的示意图，仅用来说明本发明的基本结构和基本操作流程。
一种基于健康状态的机器人手臂实时保养方法，其步骤为：
1．统计与机器人手臂健康状态相关的数据，利用统计运行数据构建参数信息库；2．将统计的手臂健康状态相关信息值进行处理，确定各种输入参数在机器人手臂方面健康状态所占权重；
3．建立机器人手臂的健康值预测模型；
4．根据机器人手臂健康值实时判断是否需要保养，若是，终端设备发出保养提示。
实施例：
如图1所示，一种基于健康状态的机器人手臂实时保养方法，其步骤为：
（1）参数统计并建立数据库模块，图2中S1的具体内容如下：
参数包括：机器人手臂连续使用时间记录t；使用应力检测技术实时统计机器人手臂的正面应力；对比机械手臂的最初状态判断机器人机械手臂的磨损程度和操作端松紧程度；根据机器人自身报警系统是否发出警告判断机械手臂是否遇到突发故障；从机器人系统数据库中得到机器人手臂的工作温度。从机器人历史数据库中或者实时运行中获得参数数据，并将其存入参数数据库中。
（2）确定各参数权重和输入参数数值模块，图2中S2具体内容包括：
每一项参数对机器人手臂的影响并不均等，根据机器人手臂历史故障数据库中的数据分析，确定每项参数权重和每项参数的具体数值。
用X1表示机器人手臂连续使用时间，得出连续使用时间对机器人手臂健康状态的影响程度用k1（0-1之间的小数）表示；
用X2表示机械手臂正面应力参数，对健康状态的影响程度用K2表示；
用X3表示机器人手臂的磨损程度参数，对健康状态的影响程度用K3表示，通过对比机器人操作端最初状态参数获得；
用X4表示机械手臂操作端松紧程度参数，对健康状态的影响程度用K4表示，通过对比机器人最初状态获得参数数据；
用X5表示机器人遇到突发状况参数，对健康状态的影响程度用K5表示，这一数据通过机器人自身故障历史记录推测可得出；
用X6表示机器人手臂温度因素，对健康状态的影响程度用K6表示，这一数据通过机器人自身温度测量可直接得出。
（3）健康状态预测模块，图2中S3具体实施如下：
所述状态预测的方法：输出是手臂健康值λ，输入为X1,X2,X3，X4，X5，X6，每个输入参数权重为k1,k2,k3,k4,k5,k6；
进一步，使用的模型为：
λ=
Figure DEST_PATH_IMAGE002
,其中
Figure DEST_PATH_IMAGE004
系统根据输入的参数数据自动生成手臂的健康值；
（4）保养判断模块，图2中S4具体实现：
λ的值越大则说明机器人手臂的工作状态越好，λ∈[0,1],根据历史数据库中数据，反复测试健康状态预测模型，确定需要保养的临界健康值η。
如果λ<η,说明机器人手臂需要保养，否则不需要保养，继续统计参数数据并存入数据库。

Claims (3)

1.一种基于健康状态的机器人手臂实时保养方法，其特征在于，其步骤为：
1)统计与机器人手臂健康状态相关的数据，利用统计运行数据构建参数信息库；所述统计与机器人手臂健康状态相关的数据是从机器人运行历史数据库中获取或者获取实时运行数据，包括机器人手臂连续使用时间记录t；使用应力检测技术实时统计机器人手臂的正面应力；对比机械手臂的最初状态判断机器人机械手臂的磨损程度和操作端松紧程度；根据机器人自身报警系统是否发出警告判断机械手臂是否遇到突发故障；从机器人系统数据库中得到机器人手臂的工作温度，并将相关数据存入参数信息信息库；
2)将统计的手臂健康状态相关信息值进行处理，确定各种输入参数在机器人手臂方面健康状态所占权重；所述将统计的手臂健康值相关信息值进行处理，确定各种输入参数在机器人手臂方面健康状态所占权重包括将机器人数据库中的历史数据和实时获得的运行数据根据需要进行处理，确定最终输入参数数值，并根据历史故障分析确定各参数所占比重；
3)建立机器人手臂的健康值预测模型；
4)根据机器人手臂健康值实时判断是否需要保养，若是，终端设备发出保养提示。
2.根据权利要求1所述基于健康状态的机器人手臂实时保养方法，其特征在于：所述建立机器人手臂的健康度预测模型，该模型以步骤2)中处理出的机器人手臂的特征参数为输入，并输出健康值λ。
3.根据权利要求1所述基于健康状态的机器人手臂实时保养方法，其特征在于：所述根据机器人手臂健康值实时判断是否需要保养，采用比较输出健康值λ与临界健康值η，来判断手臂是否需要保养，如果λ<η,说明机器人手臂需要保养，由终端设备发出保养提示，否则不需要保养，继续统计参数数据并存入数据库。
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