CN109202909A

CN109202909A - 一种基于物联网的机器人现场作业联动装置

Info

Publication number: CN109202909A
Application number: CN201811254216.5A
Authority: CN
Inventors: 张略轩; 周仁彬
Original assignee: Shenzhen Launch Digital Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Launch Digital Technology Co Ltd
Priority date: 2018-10-26
Filing date: 2018-10-26
Publication date: 2019-01-15

Abstract

本发明公开了一种基于物联网的机器人现场作业联动装置，涉及机器人技术领域，包括电源模块、通讯模块、PLC控制器、联动模块，所述电源模块与通讯模块、PLC控制器、联动模块连接，外部电源通过电源模块给通讯模块、PLC控制器、联动模块供电，所述通讯模块包括直流电源接口、RS485通讯接口及LoRa433通讯接口，所述直流电源接口与电源模块连接，所述RS485通讯接口与PLC控制器连接，所述LoRa433通讯接口上设置有天线；所述PLC控制器与联动模块连接。本发明的解决了现有机器人巡检系统不能根据情况实时远程对设备进行控制执行相应动作处理异常状况的问题。

Description

一种基于物联网的机器人现场作业联动装置

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种基于物联网的机器人现场作业联动装置。

背景技术

随着机器人巡检技术的不断发展，将机器人应用于日常巡检工作中的案例越来越多。在室内外使用机器人代替人工的日常巡检工作已成为新的发展趋势。机器人现场巡检工作除了常规的巡视检查之外，需要对现场设备进行高稳定性的联动控制，需要一种有效联动装置来实现该功能。

在当前机器人巡检系统中，机器人只能通过对目标设备的数据采集及分析达到巡察检测的目的，将结果发送到后台监控中心后，由监控负责人对设备异常状况进行人工处理，现有的巡检系统存在的缺点有：不能根据检测情况直接对设备进行控制执行相应动作处理异常状况；不能实时对设备进行控制执行相应动作处理异常状况；不能远程对设备进行控制执行相应动作处理场处理异常状况；上述三种情况均容易导致意外事故的发生。

发明内容

本发明的目的在于：提供了一种基于物联网的机器人现场作业联动装置，解决了现有机器人巡检系统不能根据情况实时远程对设备进行控制执行相应动作处理异常状况的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于物联网的机器人现场作业联动装置，包括电源模块、通讯模块、PLC控制器、联动模块，所述电源模块与通讯模块、PLC控制器、联动模块连接，外部电源通过电源模块给通讯模块、PLC控制器、联动模块供电，所述通讯模块包括直流电源接口、RS485通讯接口及LoRa433通讯接口，所述直流电源接口与电源模块连接，所述RS485通讯接口与PLC控制器连接，所述LoRa433通讯接口上设置有天线，所述RS485通讯接口接收到机器人发出的信号转发给PLC控制器，PLC控制器分析检验信号，传送给通讯模块的LoRa433通讯接口，LoRa433通讯接口处的天线发射信号，与机器人完成握手信息并建立起通讯连接；所述PLC控制器与联动模块连接。

本发明一种基于物联网的机器人现场作业联动装置，通讯模块负责与机器人管理调度中心进行任务控制通讯，接收需要执行的任务；PLC控制器负责任务校验解析、联动控制启停模块调度及任务结果反馈任务；联动控制模块负责联动被联动控制设备执行收到的任务；电源模块负责对联动装置的电源管理及分配。电源模块为通讯模块、PLC控制器、联动模块供电，通讯模块基于LoRa芯片构架，通过LoRa433通讯接口物联网通讯技术实现联动装置与机器人的数据交互，通讯模块RS485通讯接口接收到机器人发出的含有目标ID地址的通讯建立请求广播，通过RS485通讯接口转发给PLC控制器校验目标ID地址并接收PLC控制器检验满足自己设置的ID地址信息反馈确认信息，通过LoRa433通讯接口与机器人完成握手信息并建立起通讯连接，连接建立后通过LoRa433通讯接口接收机器人作业任务，通过RS485通讯接口传递给PLC控制器并等待接收PLC控制器执行完后的反馈数据，接收到反馈数据后转发给LoRa433通讯接口发送给机器人。机器人进行现场作业联动原理为：机器人进行现场作业联动原理机器人启动后延着规划路径执行巡检任务；机器人行进至任务区后实时检测是否收到机器人管理调度中心下发的现场联动作业任务；机器人收到任务后与联动装置建立起通讯；联动装置获取机器人下发任务通过数据线联动被联动控制设备控制箱执行作业；被联动控制设备控制箱执行启、停被联动控制作业目标设备动作完成作业；机器人驶离继续巡检。

进一步地，所述电源模块包括交直流电源转换模块和直流电源输出接口，所述交直流电源转换模块与直流电源输出接口连接，所述直流电源输出接口的数量为三个，分别与通讯模块、PLC控制器、联动模块连接。电源模块通过交直流电源转换模块将外部供给的交流电源转换为直流电源供给联动装置内部的通讯模块、PLC控制器及联动模块使用。

进一步地，所述PLC控制器包括直流电源接口、RS485通讯接口、高电平信号输出A接口和高电平信号输出B接口，所述直流电源接口与电源模块连接，所述RS485通讯接口与通讯模块的RS485通讯接口连接，高电平信号输出A接口和高电平信号输出B接口均与联动模块连接。PLC控制器通过RS485通讯接口与通讯模块通讯，校验解析收到的作业联动任务并下发给联动模块执行任务，任务执行后通过通讯模块将执行状态反馈给机器人。高电平输出信号A接口负责下发启动被联动设备信号，高电平输出信号A接口负责下发停止被联动设备信号，0V为低电平，大于等于1V为高电平。收到联动作业任务为启动被联动设备时，高电平输出信号A接口持续输出1V高电平信号，且高电平信号输出B接口持续输出0V低电平信号给联动模块；收到连动作业任务为停止被联动设备时，高电平输出信号A接口持续输出0V低电平信号，且高电平信号输出B接口持续输出1V高电平信号给联动模块对应接口。

进一步地，所述联动模块包括直流电源接口、高电平信号输入A接口、高电平信号输入B接口、第一干节点常开继电器、第二干节点常开继电器，所述直流电源接口与电源模块连接，所述高电平信号输入A接口收到PLC控制器的高电平信号输出A接口连接，所述高电平信号输入B接口收到PLC控制器的高电平信号输出B接口连接，所述第一干节点常开继电器与高电平信号输入A接口连接，所述第二干节点常开继电器与高电平信号输入B接口连接。高电平信号输入接口A收到PLC控制器高电平信号输出A接口高电平信号后，第一干节点常开继电器闭合导通，输出给被联动控制设备控制箱启动被联动控制设备回路干节点电流，执行启动作业；高电平信号输入B接口收到PLC控制器B路高电平信号输出接口高电平信号后，第二干节点常开继电器闭合导通，输出给被联动控制设备控制箱启动被联动控制设备回路干节点电流，执行停止作业。被联动控制设备控制箱，含有两个联动用干节点常开继电器，干节点常开继电器A接收到联动装置第一干节点常开继电器传输过来电流后闭合，导通被联动控制作业目标设备供电电路，完成作业；干节点常开继电器B接收到联动装置第二干节点常开继电器传输过来电流后闭合，断开被联动控制作业目标设备供电电路，完成作业。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.本发明一种基于物联网的机器人现场作业联动装置，联动装置通过采用LoRa物联网通讯技术，运行在433MHz免费频段，低功耗、远距离、高灵敏度、高稳定性、低成本，实现联动装置对机器人的远程实时控制。

2.本发明一种基于物联网的机器人现场作业联动装置，通过设置PLC控制器，能够对异常情况分析处理，执行相应异常情况的处理。

3.本发明一种基于物联网的机器人现场作业联动装置，通过设置联动装置，处理被联动控制设备执行收到的任务，能够操控被联动控制设备处理异常情况。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明的联动装置控制结构图示意图；

图2是本发明的工作状态示意图。

附图中标号说明：1-联动装置、101-天线、102-联动控制数据线、2-被联动控制设备控制箱、201-被联动控制作业设备目标电机、3-机器人。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征或步骤以外，均可以以任何方式组合。

下面结合图1、图2对本发明作详细说明。

实施例1

所述电源模块采用SM－PLF12B电源模块，交流输入范围85V～264V，直流输入范围110V～370V，频率范围为47Hz～63Hz；所述通讯模块采用LORA无线通讯模块，工作电压范围：3.3V～6.5V，工作频段：433/470MHz；PLC控制器型号为MITSUBIFX2N-48MR-UA1/UL，内置8K容量的RAM存储器，可以扩展到16K。

如图1所示，本发明一种基于物联网的机器人现场作业联动装置，通讯模块负责与机器人管理调度中心进行任务控制通讯，接收需要执行的任务；PLC控制器负责任务校验解析、联动控制启停模块调度及任务结果反馈任务；联动控制模块负责联动被联动控制设备执行收到的任务；电源模块负责对联动装置的电源管理及分配。电源模块为通讯模块、PLC控制器、联动模块供电，通讯模块基于LoRa芯片构架，通过LoRa433通讯接口物联网通讯技术实现联动装置与机器人的数据交互，通讯模块RS485通讯接口接收到机器人发出的含有目标ID地址的通讯建立请求广播，通过RS485通讯接口转发给PLC控制器校验目标ID地址并接收PLC控制器检验满足自己设置的ID地址信息反馈确认信息，通过LoRa433通讯接口与机器人完成握手信息并建立起通讯连接，连接建立后通过LoRa433通讯接口接收机器人作业任务，通过RS485通讯接口传递给PLC控制器并等待接收PLC控制器执行完后的反馈数据，接收到反馈数据后转发给LoRa433通讯接口发送给机器人。

如图2所示，机器人3进行现场作业联动原理机器人启动后延着规划路径执行巡检任务；机器人3行进至任务区后实时检测是否收到机器人管理调度中心下发的现场联动作业任务；机器人3收到任务后通过天线101与联动装置1建立起通讯；联动装置1获取机器人3下发任务，通过联动控制数据线102控制被联动控制设备控制箱2，执行作业；被联动控制设备控制箱2通过控制被联动控制作业设备目标电机201的启停来控制被联动控制作业目标设备，从而完成作业；机器人3驶离继续巡检，重复上述动作。

本实施例中提到的巡检机器人，并不限定其行走机构的形状，可以是轨道式、地面轮式、地面履带式等形态的巡检机器人；本实施例中提到的联动装置中的各模块，如LoRa433通讯模块、PLC控制器、联动控制模块、电源模块等并不限定其集成形式；本实施例中提到的联装置联动被联动控制设备控制箱，并不限定其联动形式，如通过继电器数据线联动、电源直接通断控制联动等，以上所述形式都在本专利的保护范围内。

实施例2

本实施例与实施例1的区别仅在于：所述电源模块包括交直流电源转换模块和直流电源输出接口，所述交直流电源转换模块与直流电源输出接口连接，所述直流电源输出接口的数量为三个，分别与通讯模块、PLC控制器、联动模块连接。

所述交直流电源转换模块采用AC220V/DC12V电源转换模块，上所述直流电源接口采用DC12V电源输出接口。

如图1所示，电源模块负责对联动装置的电源管理及分配，通过交直流电源转换模块将外部供给的交流电源转换为直流电源供给联动装置内部的通讯模块、PLC控制器及联动模块使用。

以上所述，仅为本发明的优选实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims

1.一种基于物联网的机器人现场作业联动装置，其特征在于：包括电源模块、通讯模块、PLC控制器、联动模块，所述电源模块与通讯模块、PLC控制器、联动模块连接，外部电源通过电源模块给通讯模块、PLC控制器、联动模块供电，所述通讯模块包括直流电源接口、RS485通讯接口及LoRa433通讯接口，所述直流电源接口与电源模块连接，所述RS485通讯接口与PLC控制器连接，所述LoRa433通讯接口上设置有天线，所述RS485通讯接口接收到机器人发出的信号转发给PLC控制器，PLC控制器分析检验信号，传送给通讯模块的LoRa433通讯接口，LoRa433通讯接口处的天线发射信号，与机器人完成握手信息并建立起通讯连接；所述PLC控制器与联动模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的机器人现场作业联动装置，其特征在于：所述电源模块包括交直流电源转换模块和直流电源输出接口，所述交直流电源转换模块与直流电源输出接口连接，所述直流电源输出接口的数量为三个，分别与通讯模块、PLC控制器、联动模块连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的机器人现场作业联动装置，其特征在于：所述PLC控制器包括直流电源接口、RS485通讯接口、高电平信号输出A接口和高电平信号输出B接口，所述直流电源接口与电源模块连接，所述RS485通讯接口与通讯模块的RS485通讯接口连接，高电平信号输出A接口和高电平信号输出B接口均与联动模块连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的机器人现场作业联动装置，其特征在于：包括直流电源接口、高电平信号输入A接口、高电平信号输入B接口、第一干节点常开继电器、第二干节点常开继电器，所述直流电源接口与电源模块连接，所述高电平信号输入A接口收到PLC控制器的高电平信号输出A接口连接，所述高电平信号输入B接口收到PLC控制器的高电平信号输出B接口连接，所述第一干节点常开继电器与高电平信号输入A接口连接，所述第二干节点常开继电器与高电平信号输入B接口连接。