CN111805507A - 一种应用于吊轨式机器人的坡道故障状态下的防俯冲装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种应用于吊轨式机器人的坡道故障状态下的防俯冲装置，包括机器人状态监测系统和机器人状态接收系统，机器人状态接收系统与动力机构电连接，动力机构能够压缩坡道处的上轨道。机器人状态监测系统检测到机器人运行异常，或者，机器人断电，机器人状态接收系统即启动所述动力机构，动力机构压缩机器人运行轨道的坡道处的上轨道，以阻止或预防机器人沿坡道俯冲，达到机器人减速防俯冲的目的。

Description

一种应用于吊轨式机器人的坡道故障状态下的防俯冲装置
技术领域
本发明涉及机器人，具体涉及吊轨式机器人的紧急制动装置。
背景技术
轨道式机器人在工业领域目前已有部分创新工厂开始部署应用，目前主要应用领域有市政领域的城市地下综合管廊，电力系统电缆沟配电室等场景，能源领域厂房巡检及输料栈桥巡检等等领域。其中在室内平整位置巡检机器人是运行比较稳定的，但在隧道、栈桥管廊等领域存在大型坡道，机器人如在坡道运行过程中出现断电等故障，将直接沿着坡道俯冲而下，有可能在坡道撞到运行工人，或在走完坡道后拐弯处造成大惯性离心力引起机器人脱轨等隐患，目前解决坡道防俯冲主要方法有几种：
第一，使用抱闸电机，抱闸电机就是在电机停止时候能锁定位置，不让电机发生运动的电机。它的控制方式是得电时抱闸松开，失电时抱闸抱紧。应用抱闸电机能解决部分电路断电情况下的防俯冲。但如果机器人本身在高速下坡过程中发生故障，电机抱闸只能避免机器人继续加速俯冲，并不能避免继续俯冲；
第二，加装大比速减速机，通过加装大比速减速机，可有效减低机器人运行最大速度，并且防止下坡时速度过快。但该方式只是降低了机器人运行速度，没办法让机器人停下来，并且影响到了机器人的最大运行速度等性能指标，在实际应用中不可取；
第三，电子刹车，在设备发生故障时，自动启用电子刹车，以达到防止设备继续运行俯冲。该方式在驱动底盘、控制板等部件发生故障的情况下效果较好，但如果发生断电情况，电子刹车无法控制启动，将不能提供任何安全保障。
发明内容
本发明所解决的技术问题：机器人故障或断电后，实时启动防俯冲装置，以达到机器人减速防俯冲的目的。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种应用于吊轨式机器人的坡道故障状态下的防俯冲装置，包括机器人状态监测系统和机器人状态接收系统，机器人状态接收系统与动力机构电连接，动力机构能够压缩坡道处的上轨道。
机器人状态监测系统检测到机器人运行异常，或者，机器人断电，机器人状态接收系统即启动所述动力机构，动力机构压缩机器人运行轨道的坡道处的上轨道，以阻止或预防机器人沿坡道俯冲，达到机器人减速防俯冲的目的。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
图1为一种应用于吊轨式机器人的坡道故障状态下的防俯冲装置的工作流程图；
图2为正常情况下的机器人、轨道、以及电机部署示意图；
图3为机器人故障后电机工作示意图。
图中符号说明：
10、机器人；20、轨道；30、电机。
具体实施方式
一种应用于吊轨式机器人的坡道故障状态下的防俯冲装置，包括机器人状态监测系统和机器人状态接收系统，机器人状态接收系统与动力机构电连接，动力机构能够压缩坡道处的上轨道。
机器人状态监测系统检测到机器人运行状态异常，即向所述机器人状态接收系统发送信号，机器人状态接收系统控制动力机构启动。对于机器人运行状态的检测，通常采用传感器，传感器采集到的信息通过机器人内置的无线数据通讯模块向机器人状态接收系统发送，机器人状态接收系统的存储单元存储有标准的参考值，机器人状态接收系统接收的信息与标准的参考值对比，如果异常，机器人状态接收系统的控制单元即控制动力机构启动。
如果机器人状态接收系统接收不到来自机器人断电的监测系统的有电信号，即机器人与机器人状态接收系统失联，那么，机器人状态接收系统立即启动动力机构。
如图1，机器人运行状态的监测系统包括驱动故障监测系统、主板故障监测系统、速度异常监测系统。对于采用开环控制的普通电机而言，所述驱动故障监测系统可以设计如下：在电机本体上加装一块内置无线数据通讯模块，该模块与各类传感器连接，各类传感器用于检测电机的温度、振动等运行状况。电机的无线数据通讯模块能够通过蓝牙、Wi-Fi等数字通讯方式单独向机器人状态接收系统(智能终端)发送信息。主板故障监测系统可以采用主板故障诊断卡，主板故障诊断卡是利用主板中BIOS内部自检程序的检测结果，通过代码一一显示出来，代码可以通过主板故障监测系统的无线数据通讯模块向所述机器人状态接收系统发送，机器人状态接收系统接收到代码，表明主板故障，立即启动动力机构。速度异常监测系统包括用于检测速度的传感器和无线数据通讯模块，传感器检测到的数据通过无线数据通讯模块向机器人状态接收系统发送，机器人状态接收系统的处理器通过与标准的参考值比较的方式，判断机器人速度是否异常，如果异常，立即启动动力机构。驱动故障监测系统、主板故障监测系统、速度异常监测系统可彼此独立运作，但均与机器人状态接收系统通讯，只要其中一个监测系统监测到机器人异常，机器人状态接收系统即启动所述动力机构，即驱动故障监测系统、主板故障监测系统、速度异常监测系统三者联动启动防俯冲装置。
用于接收来自驱动故障监测系统、主板故障监测系统、速度异常监测系统信息的三个接收端，除单独与机器人状态接收系统的处理器单独连接外，还可以通过门电路中的或门与所述处理器连接。如果三个接收端均没有接收到信息，表明机器人状态接收系统与机器人失联(机器人断电，即设备断电，如图1所示)，所述处理器启动所述动力机构，即，在设备断电情况下，直接启动防俯冲装置。
如图2、图3，所述动力机构包括电机30、与电机连接的执行单元，所述执行单元可以选择丝杆机构，安装在轨道20的支架上，电机启动，驱动丝杆旋转，丝杆驱动丝杆螺母，丝杆螺母驱动与其连接的执行件对轨道的上轨道施压，上轨道被向下压缩，轨道变窄，如图3所示，阻挡沿轨道行进的机器人10。作为一种选择，上轨道包括固定部分和活动部分，活动部分与固定部分铰接，所述执行件作用的对象是所述活动部分。其中，所述上轨道是机器人运行轨道中位于坡道处的上轨道。作为一种选择，机器人状态接收系统通过电子开关和电磁阀控制电机30，电子开关(例如晶体管)经机器人状态接收系统的控制而闭合，电磁阀得电，电机与电源构成回路，电机运作。
以上内容仅为本发明的较佳实施方式，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种应用于吊轨式机器人的坡道故障状态下的防俯冲装置，包括机器人状态监测系统和机器人状态接收系统，其特征在于：机器人状态接收系统与动力机构电连接，动力机构能够压缩坡道处的上轨道。
2.如权利要求1所述的应用于吊轨式机器人的坡道故障状态下的防俯冲装置，其特征在于：机器人状态监测系统检测到机器人运行状态异常，即向所述机器人状态接收系统发送信号，机器人状态接收系统控制动力机构启动；机器人状态接收系统接收不到来自机器人状态监测系统的信号，所述机器人状态接收系统控制动力机构启动。
3.如权利要求2所述的应用于吊轨式机器人的坡道故障状态下的防俯冲装置，其特征在于：机器人运行状态的监测系统包括驱动故障监测系统、主板故障监测系统、速度异常监测系统。
4.如权利要求1所述的应用于吊轨式机器人的坡道故障状态下的防俯冲装置，其特征在于：动力机构包括电机、与电机连接的执行单元。
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