CN110125985B - 一种底盘机械臂开机异常检测处理方法、系统及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电动汽车技术领域,尤其涉及了一种底盘机械臂开机异常检测处理方法、系统及装置,其中方法包括以下步骤:判断机械臂开机是否处于异常状态;如机械臂开机处于异常状态,计算出机械臂当前位置和归零位置的偏差并将该偏差转化为脉冲信号发送给机械臂的驱动单元;依次调整机械臂在X轴向、Y轴向和Z轴向上的偏差,使机械臂处于归零位;其中系统包括:检测单元、计算单元和电动驱动单元;其中装置包括:底盘机械臂、机械臂控制装置和机械臂检测装置,本发明可以解决现有技术中机械臂位置异常处理不便的问题。

Description

一种底盘机械臂开机异常检测处理方法、系统及装置
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域,具体领域为一种底盘机械臂开机异常检测处理方法、系统及装置。
背景技术
随着无人驾驶越来越近,具备自动驾驶/自动泊车功能的电动汽车需要自动充电技术实现车辆自动化应用的闭环,自动充电技术是无人驾驶的必备技术之一,自动充电相比人工充电,在用户感受、舒适度和安全性方面都有巨大的优势。
底盘充电方向是自动充电的新的技术方向,其具有体积小、效率高、最大功率高等许多优势。它的特征是受电接口在车辆底盘上,充电接口在地面上,称之为地面单元,它需要车载单元和地面单元的配合,地面单元中包含机械臂,相当于一种特殊定制的运动连接机构,充电接口安装在机械臂上,机械臂负责将充电接口顶升到车载受电接口处,并完成接口对接动作。因此机械臂的运动是重中之重。
若机械臂位置异常,会直接导致之后的对接过程失败,无法充电。例如地面单元突然断电,在此期间由于电机断电处于非锁定状态,机械臂可能因为重力的原因,位置发生变化。或者人为在有意或无意的情况下,对底盘机械臂进行挤压或者移动。再上电后,机械臂无法知晓当前状态,因此无法自动归位。同时由于地面单元与车辆底盘之间的空间狭小,人工方式也难以准确地操作将机械臂移动到归零位。此时需要技术支持人员到现场再次进行检测和精确地安装,不仅浪费了时间还大大增加运维成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种底盘机械臂开机异常检测处理方法、系统及装置,以解决现有技术中机械臂位置异常处理不便的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种底盘机械臂开机异常检测处理方法,包括以下步骤:
判断机械臂开机是否处于异常状态;
如机械臂开机处于异常状态,计算出机械臂当前位置和归零位置的偏差并将该偏差转化为脉冲信号发送给机械臂的驱动单元;
依次调整机械臂在X轴向、Y轴向和Z轴向上的偏差,使机械臂处于归零位。
优选的,机械臂当前位置和归零位置的偏差被转换成PWM信号发送给机械臂的驱动单元。
优选的,依次调整机械臂在X轴向、Y轴向和Z轴向上的偏差的过程为:
S1在X轴向上移动机械臂,使机械臂在X轴向上处于归零位;
S2调整机械臂的左右偏转角至0,使机械臂在Y轴向上处于归零位;
S3调整机械臂的俯仰角角度至0,使机械臂在Z轴向上处于归零位。
一种底盘机械臂开机异常检测处理系统,包括:
检测单元,用于将机械臂开机数据反馈给计算单元;
计算单元,用于接收检测单元反馈的数据、计算当前机械臂与归零位的偏差将该偏差转化为脉冲信号发送给电动驱动单元;
电动驱动单元,用于驱动电机对机械臂的位置进行校正。
一种底盘机械臂开机异常检测处理装置,包括:底盘机械臂、机械臂控制装置和机械臂检测装置,
所述底盘机械臂包括X轴导轨、水平移动平台和机械臂,所述水平移动平台可滑动的连接在X轴导轨上,所述机械臂一端与水平移动平台固定连接,所述机械臂的另一端连接地面连接器,所述地面连接器用于连接车载单元;
所述机械臂控制装置包括第一电机、第二电机和第三电机,所述第一电机设置在X轴导轨的一侧,所述第一电机驱动机械臂沿着X轴导轨前后移动,所述第二电机设置在机械臂上,所述第二电机控制机械臂在Y轴方向上左右偏转,所述第三电机与水平移动平台连接,所述第三电机控制机械臂在Z轴方向上下偏转;
所述机械臂检测装置包括到位传感器、轻触开关、Y轴编码器和Z轴编码器,所述到位传感器位于地面连接器的正下方,所述到位传感器与检测单元电连接;
所述轻触开关位于X轴导轨的一端,所述轻触开关用于判断机械臂在X轴向上是否归零,所述轻触开关与检测单元电连接;
所述Y轴编码器安装在第二电机后面,所述Y轴编码器用于记录第二电机转动的角度,所述Z轴编码器安装在第三电机后面,所述Z轴编码器用于记录第三电机转动的角度,所述Y轴编码器和Z轴编码器均与检测单元电连接。
优选的,所述机械臂检测装置还包括设置在X轴导轨沿线的接近开关,所述接近开关用于辅助判断机械臂在X轴向上的位置。
优选的,所述到位传感器为涡流式到位传感器。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明通过开机检测机械臂是否处于异常状态,并通过检测单元反馈的信息,计算出机械臂所处的当前位置,并驱动机械臂按要求返回到归零位,一旦出现异常状态,无需人工干预,保证安全性。
附图说明
图1为本申请提供的底盘机械臂开机异常检测处理系统的模块示意图;
图2为本发明提供的底盘机械臂开机异常检测处理装置的结构示意图。
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、完整地描述,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。
请参阅图1-2,本发明提供了一种底盘机械臂开机异常检测处理方法,包括以下步骤:
首先判断机械臂开机是否处于异常状态,如果机械臂处于归零位,则正常开机;
如机械臂开机处于异常状态,计算出机械臂当前位置和归零位置的偏差并将该偏差转化为脉冲信号发送给机械臂的驱动单元;
依次调整机械臂在X轴向、Y轴向和Z轴向上的偏差,使机械臂处于归零位。
优选的,在本实施例中,机械臂当前位置和归零位置的偏差被转换成PWM信号发送给机械臂的驱动单元。
其中,上述检测处理方法中依次调整机械臂在X轴向、Y轴向和Z轴向上的偏差的具体过程为:
S1在X轴向上移动机械臂,使机械臂在X轴向上处于归零位;
S2调整机械臂的左右偏转角至0,使机械臂在Y轴向上处于归零位;
S3调整机械臂的俯仰角角度至0,使机械臂在Z轴向上处于归零位。
另外,本申请还提供了一种底盘机械臂开机异常检测处理系统,包括:
检测单元100,用于将机械臂开机数据反馈给计算单元200;
计算单元200,计算单元200分别连接检测单元100和电动驱动单元300,计算单元200用于接收检测单元100反馈的数据、计算当前机械臂与归零位的偏差将该偏差转化为脉冲信号发送给电动驱动单元300;
电动驱动单元300,用于驱动电机对机械臂的位置进行校正。
另外,本申请还提供了一种底盘机械臂开机异常检测处理装置,包括:底盘机械臂、机械臂控制装置和机械臂检测装置,
底盘机械臂包括X轴导轨7、水平移动平台9和机械臂,水平移动平台9可滑动的连接在X轴导轨7上,机械臂一端与水平移动平台9固定连接,机械臂的另一端连接地面连接器8,地面连接器8用于连接车载单元;
机械臂控制装置包括第一电机1、第二电机2和第三电机3,第一电机1设置在X轴导轨7的一侧,第一电机1驱动机械臂沿着X轴导轨7前后移动,第二电机2设置在机械臂上,第二电机2控制机械臂在Y轴方向上左右偏转,第三电机3与水平移动平台9连接,第三电机3控制机械臂在Z轴方向上下偏转;
机械臂检测装置包括到位传感器6、轻触开关10、Y轴编码器4和Z轴编码器5,到位传感器6位于地面连接器8的正下方,到位传感器6与检测单元100电连接;
轻触开关10位于X轴导轨7的一端,轻触开关10用于判断机械臂在X轴向上是否归零,轻触开关10与检测单元100电连接;
Y轴编码器4安装在第二电机2后面,Y轴编码器4用于记录第二电机2转动的角度,Z轴编码器5安装在第三电机3后面,Z轴编码器5用于记录第三电机3转动的角度,Y轴编码器4和Z轴编码器5均与检测单元100电连接。
优选的,机械臂检测装置还包括设置在X轴导轨7沿线的接近开关11,接近开关11用于辅助判断机械臂在X轴向上的位置,水平移动平台9沿X轴导轨7移动时,一旦碰到接近开关11,接近开关11就会被按下,接近开关11就会给计算单元200反馈机械臂在X轴向上的实时位置,便于计算单元200给电动驱动单元300给出正确的调整指令信号。
优选的,在本实施例中,到位传感器6为涡流式到位传感器6,到位传感器6内可以产生电磁场,机械臂端部的地面连接器8为金属材质,利用地面连接器8底部为金属的特点,使金属内部产生涡流,这个涡流反作用到到位传感器6,使到位传感器6内部电路参数发生变化,由此识别出有无金属物体移近,进而控制传感器是否有反馈,将到位传感器6安装在机械臂的底部,并且位于地面连接器8底部的正下方,当地面连接器8下降到高度为0时,地面连接器8紧贴到位传感器6,到位传感器6发出反馈信号。
结合上述底盘机械臂开机异常检测处理方法、系统和装置,底盘机械臂开机异常检测处理的工作流程为:
当开机异常检测时,检测机械臂是否处于归零位,即归零位置的轻触开关10被按下,Y轴编码器4和Z轴编码器5读出的电机角度值均为0,到位传感器6有响应,当轻触开关10、Y轴编码器4、Z轴编码器5以及到位传感器6状态都正确时,机械臂即可识别为处于归零位,可以正常启动。
若轻触开关10、Y轴编码器4、Z轴编码器5以及到位传感器6中有一路状态不对,即认为目前机械臂处于异常状态,就需要进行校正,首先校正X轴方向,直接启动第一电机1,控制水平移动平台9整体向X轴负半轴移动,碰到归零位置的轻触开关10,立即关闭第一电机1,X轴即校正成功;然后校正Y轴,读取Y轴编码器4当前数值,通过计算单元200内的计算模块,计算出偏差和方向,转化为特定数量的PWM信号给到电机驱动器,控制第二电机2进行偏转,当第二电机2完成偏转后,再次读取Y轴编码器4,确认角度是否归零,若无,再次进行计算偏差,进行偏转运动,直到Y轴编码器4为0,确认Y轴校验成功;最后校正Z轴,读取Z轴编码器5当前数值,通过计算模块,计算出偏差和方向,转化为特定数量的PWM信号给到电机驱动器,控制第三电机3进行偏转,当第三电机3完成运动后,读取到位传感器6的状态,确认机械臂高度是否为0,若无,再次进行计算偏差,进行下降运动,直到到位传感器6有反馈,确认Z轴校验成功。
本发明通过开机检测机械臂是否处于异常状态,并通过检测单元100反馈的信息,计算单元200计算出机械臂所处的当前位置,电动驱动单元300驱动机械臂按要求返回到归零位,一旦出现异常状态,无需人工干预,保证安全性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种异常检测处理装置,其特征在于,包括:
底盘机械臂,所述底盘机械臂包括X轴导轨(7)、水平移动平台(9)和机械臂,所述水平移动平台(9)可滑动的连接在X轴导轨(7)上,所述机械臂一端与水平移动平台(9)固定连接,所述机械臂的另一端连接地面连接器(8),所述地面连接器(8)用于连接车载单元;
机械臂控制装置,所述机械臂控制装置包括第一电机(1)、第二电机(2)和第三电机(3),所述第一电机(1)设置在X轴导轨(7)的一侧,所述第一电机(1)驱动机械臂沿着X轴导轨(7)前后移动,所述第二电机(2)设置在机械臂上,所述第二电机(2)控制机械臂在Y轴方向上左右偏转,所述第三电机(3)与水平移动平台(9)连接,所述第三电机(3)控制机械臂在Z轴方向上下偏转;
机械臂检测装置,所述机械臂检测装置包括到位传感器(6)、轻触开关(10)、Y轴编码器(4)和Z轴编码器(5),所述到位传感器(6)位于地面连接器(8)的正下方,所述到位传感器(6)与检测单元(100)电连接;
其中,所述轻触开关(10)位于X轴导轨(7)的一端,所述轻触开关(10)用于判断机械臂在X轴向上是否归零,所述轻触开关(10)与检测单元(100)电连接;
所述Y轴编码器(4)用于检测第二电机(2)转动的角度,所述Z轴编码器(5)用于检测第三电机(3)转动的角度,所述Y轴编码器(4)和Z轴编码器(5)均与检测单元(100)电连接。
2.根据权利要求1所述的一种异常检测处理装置,其特征在于:所述机械臂检测装置还包括设置在X轴导轨(7)沿线的接近开关(11),所述接近开关(11)用于辅助判断机械臂在X轴向上的位置。
3.根据权利要求1所述的一种异常检测处理装置,其特征在于:所述到位传感器(6)为涡流式到位传感器。
4.一种底盘机械臂开机异常检测处理方法,用于如权利要求1-3任意一项所述的异常检测处理装置,其特征在于,包括以下步骤:
判断机械臂开机是否处于异常状态;
如机械臂开机处于异常状态,计算出机械臂当前位置和归零位置的偏差并将该偏差转化为脉冲信号发送给机械臂的驱动单元;
依次调整机械臂在X轴向、Y轴向和Z轴向上的偏差,使机械臂处于归零位。
5.根据权利要求4所述的一种底盘机械臂开机异常检测处理方法,其特征在于,机械臂当前位置和归零位置的偏差被转换成PWM信号发送给机械臂的驱动单元。
6.根据权利要求4所述的一种底盘机械臂开机异常检测处理方法,其特征在于,依次调整机械臂在X轴向、Y轴向和Z轴向上的偏差的过程为:
S1在X轴向上移动机械臂,使机械臂在X轴向上处于归零位;
S2调整机械臂的左右偏转角至0,使机械臂在Y轴向上处于归零位;
S3调整机械臂的俯仰角角度至0,使机械臂在Z轴向上处于归零位。
7.一种异常检测处理系统,用于如权利要求4-6任意一项所述的底盘机械臂开机异常检测处理方法,其特征在于,包括:
检测单元(100),用于将机械臂开机数据反馈给计算单元(200);
计算单元(200),用于接收检测单元(100)反馈的数据、计算当前机械臂与归零位的偏差将该偏差转化为脉冲信号发送给电动驱动单元(300);
电动驱动单元(300),用于驱动电机对机械臂的位置进行校正。
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