CN109352216A - 一种新式可自诊断的工业机器人及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新式可自诊断的工业机器人，包括机器人本体、夹持装置、焊接装置和操作底盘，其使用方法包括感知移动寻隙，夹持焊接工作，完毕复位检测，数据处理分析，故障数据处理和停息工作等六个步骤，本发明设计新颖简单大方，通过夹持装置、焊接装置以及底盘上设有的多个诊断装置，实现高精度的焊接工作以及对工作带来的精度误差故障的诊断与调节处理，红外对接感应技术搭配位移偏差传感器的应用，对焊接精度的高定位，从而数据处理器依据初始数据可将偏差进行重新校准，实现工业机器人的高效率工作以及使用寿命的延续。

Description

一种新式可自诊断的工业机器人及其使用方法

技术领域

本发明涉一种新式可自诊断的工业机器人，属工业机器人领域。

背景技术

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。当今工业机器人技术正逐渐向着具有行走能力、具有多种感知能力、具有较强的对作业环境的自适应能力的方向发展。当前，对全球机器人技术的发展最有影响的国家是美国和日本。美国在工业机器人技术的综合研究水平上仍处于领先地位，而日本生产的工业机器人在数量、种类方面则居世界首位。

对于现代化工业机器人，需要完善的不仅仅时精度上的控制，更是对精度误差给机器带来的积累性故障的诊断与调节，工业机器人在精度工作上长期以来便会产生精度误差，如果不从一开始就解决这种精度故障，那该工业机器人将不会被投入使用很长时间，这带来的不仅仅是经济上的投入增大，更是做工质量上的无法保障。

发明内容

为了解决现有分类技术上的一些不足，本发明提供一种新式可自诊断的工业机器人及使用方法。

为了实现上面提到的效果，提出了一种新式可自诊断的工业机器人及使用方法，其包括以下步骤：

一种新式可自诊断的工业机器人，包括机器人本体、夹持装置、焊接装置和操作底盘，所述机器人本体由夹持装置、焊接装置和操作底盘组成，所述夹持装置由自动伸缩杆、转动臂和夹持感应器组成，所述自动伸缩杆输出端与转动臂一端转动连接，所述转动臂另一端与夹持感应器转动连接，所述夹持感应器由感应固定件和手爪组成，所述夹持固定件底部两侧均设有红外扫描装置，且红外扫描装置与夹持固定件内部设有的激光扫描视觉传感器电连接，所述手爪由三个夹力指组成，且手爪内部输出结构与转动臂内设有的传力结构驱动连接，所述夹力指末端与弹性减震球固定连接，且夹力指内部结构为弹簧杠杆式，所述焊接装置由自动伸缩柱、转动杆和焊接杆组成，所述自动伸缩柱输出端与转动杆一端转动连接，所述转动杆另一端与焊接杆转动连接，且转动杆底部设有红外发生条，所述焊接杆末端与收缩支撑架一端固定连接，且收缩支撑架另一端由转动杆中部设有的通孔与转动杆内设有的传动装置转动连接，所述焊接杆顶端设有焊接枪，所述焊接枪尾部设有防护罩，且防护罩与焊接杆固定连接，所述操作底盘顶端中部设有红外接收装置，且红外接收装置内设有位移偏差传感器和单片机，所述操作底盘内部设有控制箱、故障分析器和数据处理箱,所述控制箱包括控制信号器、控制连接板和人工智能系统装置，所述故障分析器由诊断控制器和分析器组成，所述数据处理箱由控制处理器和数据校准器组成，所述操作底盘底部设有旋转盘，且旋转盘内设有电机。

进一步的，所述位移偏差传感器与单片机电连接，单片机与故障分析器内部装置电连接，且单片机具体型号为89c2051。

进一步的，所述故障分析器内部装置与数据处理箱内部装置电连接，且故障分析器与数据处理箱均与控制箱电连接，控制箱与内部蓄电池电连接。

进一步的，所述电机输出端由转轴与旋转盘上设有的轴承转动连接。

进一步的，所述旋转盘底部设有四个滚轮，且前后两滚轮由齿轮与操作底盘内传动装置连接，左右两滚轮均为万向轮。

一种新式可自诊断的工业机器人的使用方法，包括以下步骤：

第一步，感知移动寻隙，通过人工智能系统的感受系统和移动式底盘滚轮的设计，自身移动至所需要焊接物体，利用红外扫描装置扫描物体搭配激光扫描视觉传感器寻处所需焊接的物体缝隙；

第二步，夹持焊接工作，手爪夹持柱焊接物体，弹性减震球在增大接触面积利于夹持物体的同时减少焊接工作带来的内部振动影响，从而焊接枪良好的进行焊接工作；

第三步，完毕复位检测，焊接工作结束后，夹持装置与焊接装置恢复到原位，利用红外扫描装置与红外发生条发出的红外射线，红外接收装置接收搭配位移偏差传感器比对红外位置，检测是否发生偏差；

第四步，数据处理分析，接收位移偏差传感器传至单片机的数据信息，比对初始时的正确数据，从而分析器可诊断出机器人的工作带来的偏差故障；

第五步，故障数据处理，依据数据处理分析的结果，故障分析器与数据校准器进行数据处理与校准工作，从而解决机器工作带来的误差故障；

第六步，停息工作，当焊接工作以及诊断处理工作均完成后，机器停息。

本发明系统构成通过夹持装置、焊接装置以及底盘上设有的多个诊断装置，实现高精度的焊接工作以及对工作带来的精度误差故障的诊断与调节处理，红外对接感应技术搭配位移偏差传感器的应用，对焊接精度的高定位，从而数据处理器依据初始数据可将偏差进行重新校准，实现工业机器人的高效率工作以及使用寿命的延续。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明结构示意图；

图2为底盘底部结构示意图；

图3为本发明方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1-2所述的一种新式可自诊断的工业机器人，包括机器人本体1、夹持装置2、焊接装置3、操作底盘4，所述机器人本体1由夹持装置2、焊接装置3和操作底盘4组成，所述夹持装置2由自动伸缩杆5、转动臂6和夹持感应器7组成，所述自动伸缩杆5输出端与转动臂6一端转动连接，所述转动臂6另一端与夹持感应器7转动连接，所述夹持感应器7由感应固定件8和手爪9组成，所述夹持固定件8底部两侧均设有红外扫描装置10，且红外扫描装置10与夹持固定件8内部设有的激光扫描视觉传感器电连接，所述手爪9由三个夹力指11组成，且手爪9内部输出结构与转动臂6内设有的传力结构驱动连接，所述夹力指11末端与弹性减震球12固定连接，且夹力指11内部结构为弹簧杠杆式，所述焊接装置3由自动伸缩柱13、转动杆14和焊接杆15组成，所述自动伸缩柱13输出端与转动杆14一端转动连接，所述转动杆14另一端与焊接杆15转动连接，且转动杆14底部设有红外发生条16，所述焊接杆15末端与收缩支撑架17一端固定连接，且收缩支撑架17另一端由转动杆14中部设有的通孔与转动杆14内设有的传动装置转动连接，所述焊接杆15顶端设有焊接枪18，所述焊接枪18尾部设有防护罩19，且防护罩19与焊接杆15固定连接，所述操作底盘4顶端中部设有红外接收装置20，且红外接收装置20内设有位移偏差传感器21和单片机，所述操作底盘4内部设有控制箱22、故障分析器23和数据处理箱24,所述控制箱22包括控制信号器25、控制连接板26和人工智能系统装置，所述故障分析器23由诊断控制器和分析器组成，所述数据处理箱24由控制处理器和数据校准器组成，所述操作底盘4底部设有旋转盘27，且旋转盘27内设有电机28。

本实施例中，所述位移偏差传感器21与单片机电连接，单片机与故障分析器23内部装置电连接，且单片机具体型号为89c2051。

本实施例中，所述故障分析器23内部装置与数据处理箱24内部装置电连接，且故障分析器23与数据处理箱24均与控制箱22电连接，控制箱22与内部蓄电池电连接。

本实施例中，所述电机28输出端由转轴与旋转盘27上设有的轴承转动连接。

本实施例中，所述旋转盘27底部设有四个滚轮29，且前后两滚轮29由齿轮与操作底盘4内传动装置连接，左右两滚轮29均为万向轮。

如图3所示，一种新式可自诊断的工业机器人的使用方法，包括以下步骤：

第一步，感知移动寻隙，通过人工智能系统的感受系统和移动式底盘滚轮的设计，自身移动至所需要焊接物体，利用红外扫描装置扫描物体搭配激光扫描视觉传感器寻处所需焊接的物体缝隙；

第二步，夹持焊接工作，手爪夹持柱焊接物体，弹性减震球在增大接触面积利于夹持物体的同时减少焊接工作带来的内部振动影响，从而焊接枪良好的进行焊接工作；

第三步，完毕复位检测，焊接工作结束后，夹持装置与焊接装置恢复到原位，利用红外扫描装置与红外发生条发出的红外射线，红外接收装置接收搭配位移偏差传感器比对红外位置，检测是否发生偏差；

第四步，数据处理分析，接收位移偏差传感器传至单片机的数据信息，比对初始时的正确数据，从而分析器可诊断出机器人的工作带来的偏差故障；

第五步，故障数据处理，依据数据处理分析的结果，故障分析器与数据校准器进行数据处理与校准工作，从而解决机器工作带来的误差故障；

第六步，停息工作，当焊接工作以及诊断处理工作均完成后，机器停息。

本发明在实际使用中，通过人工智能系统的感受系统和移动式底盘滚轮的设计，自身移动至所需要焊接物体，利用红外扫描装置扫描物体搭配激光扫描视觉传感器寻处所需焊接的物体缝隙，手爪夹持柱焊接物体，弹性减震球在增大接触面积利于夹持物体的同时减少焊接工作带来的内部振动影响，从而焊接枪良好的进行焊接工作，焊接工作结束后，夹持装置与焊接装置恢复到原位，利用红外扫描装置与红外发生条发出的红外射线，红外接收装置接收搭配位移偏差传感器比对红外位置，检测是否发生偏差，接收位移偏差传感器传至单片机的数据信息，比对初始时的正确数据，从而分析器可诊断出机器人的工作带来的偏差故障，依据数据处理分析的结果，故障分析器与数据校准器进行数据处理与校准工作，从而解决机器工作带来的误差故障，当焊接工作以及诊断处理工作均完成后，机器停息。

本发明系统构成通过夹持装置、焊接装置以及底盘上设有的多个诊断装置，实现高精度的焊接工作以及对工作带来的精度误差故障的诊断与调节处理，红外对接感应技术搭配位移偏差传感器的应用，对焊接精度的高定位，从而数据处理器依据初始数据可将偏差进行重新校准，实现工业机器人的高效率工作以及使用寿命的延续。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种新式可自诊断的工业机器人，其特征在于：所述的可自诊断的工业机器人包括机器人本体、夹持装置、焊接装置和操作底盘，所述机器人本体由夹持装置、焊接装置和操作底盘组成，所述夹持装置由自动伸缩杆、转动臂和夹持感应器组成，所述自动伸缩杆输出端与转动臂一端转动连接，所述转动臂另一端与夹持感应器转动连接，所述夹持感应器由感应固定件和手爪组成，所述夹持固定件底部两侧均设有红外扫描装置，且红外扫描装置与夹持固定件内部设有的激光扫描视觉传感器电连接，所述手爪由三个夹力指组成，且手爪内部输出结构与转动臂内设有的传力结构驱动连接，所述夹力指末端与弹性减震球固定连接，且夹力指内部结构为弹簧杠杆式，所述焊接装置由自动伸缩柱、转动杆和焊接杆组成，所述自动伸缩柱输出端与转动杆一端转动连接，所述转动杆另一端与焊接杆转动连接，且转动杆底部设有红外发生条，所述焊接杆末端与收缩支撑架一端固定连接，且收缩支撑架另一端由转动杆中部设有的通孔与转动杆内设有的传动装置转动连接，所述焊接杆顶端设有焊接枪，所述焊接枪尾部设有防护罩，且防护罩与焊接杆固定连接，所述操作底盘顶端中部设有红外接收装置，且红外接收装置内设有位移偏差传感器和单片机，所述操作底盘内部设有控制箱、故障分析器和数据处理箱,所述控制箱包括控制信号器、控制连接板和人工智能系统装置，所述故障分析器由诊断控制器和分析器组成，所述数据处理箱由控制处理器和数据校准器组成，所述操作底盘4底部设有旋转盘，且旋转盘内设有电机。

2.根据权利要求1所述的一种新式可自诊断的工业机器人，其特征在于：所述位移偏差传感器与单片机电连接，单片机与故障分析器内部装置电连接，且单片机具体型号为89c2051。

3.根据权利要求1所述的一种新式可自诊断的工业机器人，其特征在于：所述故障分析器内部装置与数据处理箱内部装置电连接，且故障分析器与数据处理箱均与控制箱电连接，控制箱与内部蓄电池电连接。

4.根据权利要求1所述的一种新式可自诊断的工业机器人，其特征在于：所述电机输出端由转轴与旋转盘上设有的轴承转动连接。

5.根据权利要求1所述的一种新式可自诊断的工业机器人，其特征在于：所述旋转盘底部设有四个滚轮，且前后两滚轮由齿轮与操作底盘内传动装置连接，左右两滚轮均为万向轮。

6.一种新式可自诊断的工业机器人的使用方法，其特征在于：所述的可自诊断的工业机器人的使用方法包括以下步骤：

第一步，感知移动寻隙，通过人工智能系统的感受系统和移动式底盘滚轮的设计，自身移动至所需要焊接物体，利用红外扫描装置扫描物体搭配激光扫描视觉传感器寻处所需焊接的物体缝隙；

第二步，夹持焊接工作，手爪夹持柱焊接物体，弹性减震球在增大接触面积利于夹持物体的同时减少焊接工作带来的内部振动影响，从而焊接枪良好的进行焊接工作；

第三步，完毕复位检测，焊接工作结束后，夹持装置与焊接装置恢复到原位，利用红外扫描装置与红外发生条发出的红外射线，红外接收装置接收搭配位移偏差传感器比对红外位置，检测是否发生偏差；

第四步，数据处理分析，接收位移偏差传感器传至单片机的数据信息，比对初始时的正确数据，从而分析器可诊断出机器人的工作带来的偏差故障；

第五步，故障数据处理，依据数据处理分析的结果，故障分析器与数据校准器进行数据处理与校准工作，从而解决机器工作带来的误差故障；

第六步，停息工作，当焊接工作以及诊断处理工作均完成后，机器停息。