CN113324773A - 一种机器人监测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种机器人监测系统，包括红外发射装置及红外接收监测装置，所述红外发射装置用于安装在机器人的机械手臂处，以向所述红外接收监测装置发射红外线；所述红外接收监测装置安装在目标位置处，其包括红外接收电路、第一信号放大电路、耦合电路、检波电路、滤波电路、第二信号放大电路、第一信号指示电路、谐振电路、第二信号指示电路及第一电源，所述第一信号指示电路用于指示所述第二信号放大电路的工作状态，所述谐振电路用于根据所述第二信号放大电路输出的信号形成驱动所述第二信号指示电路工作的谐振信号，所述第一电源用于提供电能。本发明具有结构简单，成本低，便于推广应用的优点，相对现有技术，其可大幅度降低测试成本。

Description

一种机器人监测系统
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种机器人监测系统。
背景技术
随着科学技术的快速发展，各种各样的机器人逐渐出现在人们的视野中，这些机器人可以辅助甚至替代人类完成危险、繁重、复杂的工作，使用机器人可以提高工作效率与质量、扩大或延伸人的活动及能力范围，提高人们的生活质量。例如，在工厂自动化的领域中，进行用于根据拍摄工件而获得的图像来计算工件相对于机器人的相对位置及姿势的图像处理，基于所计算结果，来计算用于握持工件的机器人的目标位置及目标姿势，由此来控制机器人机械手臂对工件的拾取动作。而机器人机械手臂是否很好地拾取工件，通常取决于机器人机械手臂的各个关节是否旋转到位。目前，本领域研发人员通常通过将机器人置于一个模拟产线上，以对机器人机械手臂进行测试，因而测试成本高。
发明内容
本发明解决的技术问题是，提供一种可降低测试成本的机器人监测系统。
本发明提供一种机器人监测系统，其包括红外发射装置及红外接收监测装置，所述红外发射装置用于安装在机器人的机械手臂处，以向所述红外接收监测装置发射红外线；所述红外接收监测装置安装在目标位置处，其包括红外接收电路、第一信号放大电路、耦合电路、检波电路、滤波电路、第二信号放大电路、第一信号指示电路、谐振电路、第二信号指示电路及第一电源，所述红外接收电路用于将红外发射装置发射的光信号转换成触发信号，所述第一信号放大电路用于对所述触发信号进行放大，所述耦合电路用于将所述放大后的信号耦合至所述检波电路，所述检波电路用于将所述耦合电路耦合过来的信号发送给所述第二信号放大电路，所述滤波电路用于对检波电路输出的信号进行滤波，所述第一信号指示电路用于指示所述第二信号放大电路的工作状态，所述谐振电路用于根据所述第二信号放大电路输出的信号形成驱动所述第二信号指示电路工作的谐振信号，所述第一电源用于提供电能。
在一个实施例中，所述红外发射装置包括按键开关、微处理器、第一电阻、红外发光二极管及第二电源，所述按键开关与所述微处理器电连接，所述第一电阻的第一端与所述微处理器电连接，所述第一电阻的第二端与所述红外发光二极管的第一端电连接，所述红外发光二极管的第二端接地，所述第二电源与所述按键开关及所述微处理器电连接。
在一个实施例中，所述红外接收电路包括红外接收二极管及第二电阻，所述红外接收二极管的第一端与所述第一电源电连接，所述红外接收二极管的第二端与所述第二电阻的第一端相连，所述第二电阻的第二端接地；
所述第一信号放大电路包括第一三极管及第三电阻，所述第一三极管的集电极与所述第一电源电连接，所述第一三极管的基极与所述红外接收二极管的第二端电连接，所述第一三极管的发射极与所述第三电阻的第一端电连接；所述第三电阻的第二端接地。
在一个实施例中，所述耦合电路包括第一电容，所述第一电容的第一端与所述第一信号放大电路的第一端电连接，所述第一电容的第二端与所述检波电路电连接。
在一个实施例中，所述检波电路包括第一整流二极管及第二整流二极管，所述第一整流二极管的第一端与所述第一电容的第二端电连接，所述第一整流二极管的第二端接地；所述第二整流二极管的第一端与所述第一整流二极管的第一端电连接，所述第二整流二极管的第二端与所述滤波电路电连接。
在一个实施例中，所述滤波电路包括第二电容，所述第二电容的第一端与所述第二整流二极管的第二端电连接，所述第二电容的第二端接地。
在一个实施例中，所述第二信号放大电路包括第四电阻及第二三极管，所述第四电阻的第一端与所述第二整流二极管的第二端电连接，所述第四电阻的第二端与所述第二三极管的基极电连接；所述第二三极管的集电极与所述第一信号指示电路及所述谐振电路电连接；所述第二三极管的发射极接地。
在一个实施例中，所述第一信号指示电路包括第五电阻及第一发光二极管，所述第五电阻的第一端与第一电源电连接，所述第五电阻的第二端与所述第一发光二极管的第一端电连接；所述第一发光二极管的第二端与所述第二三极管的集电极电连接。
在一个实施例中，所述谐振电路包括第六电阻、第七电阻、第三整流二极管、第三三极管、第四三极管、第三电容，所述第六电阻的第一端与第一电源电连接，所述第六电阻的第二端与所述第三整流二极管的第一端电连接；所述第七电阻的第一端与所述第三电容的第一端电连接，所述第七电阻的第二端与所述第六电阻的第二端电连接；所述第三整流二极管的第二端与所述第一发光二极管的第二端及第二三极管的集电极电连接；所述第三三极管的基极与所述第七电阻的第二端电连接，所述第三三极管的集电极与所述第四三极管的基极电连接，所述第三三极管的发射极接地；所述第四三极管的发射极与第一电源电连接，所述第四三极管的集电极与所述第三电容的第二端电连接；所述第三电容的第二端与所述第二信号指示电路电连接。
在一个实施例中，所述第二信号指示电路包括第二发光二极管，所述第二发光二极管工作时发出红光。
本发明具有如下有益效果：本发明通过红外发射装置及红外接收监测装置之间的巧妙配合，当需要对机器人进行测试时，将所述红外发射装置安装在机器人的机械手臂处，并将红外接收装置安装在目标位置处。当机械手臂按预设程序运动并带着所述红外发射装置运动至与所述目标位置对应的位置时，所述红外接收电路接收到红外发射装置发送的信号，从而触发所述第一信号指示电路发出到位提示信号，否则一直仅看到所述第二信号指示电路发出未到位信号，从而实现测试目的。本发明具有结构简单，成本低，便于推广应用的优点，相对现有技术，其可大幅度降低测试成本。
附图说明
图1为本发明机器人监测系统第一种实施例的原理图。
图2为图1所示本发明机器人监测系统的电路图。
图3为本发明机器人监测系统第二种实施例的整流电路的电路图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。
实施例1
请参阅图1及图2，本发明公开了一种机器人监测系统，其包括红外发射装置100及红外接收监测装置200，所述红外发射装置100用于安装在机器人的机械手臂处，以向所述红外接收监测装置200发射红外线。所述红外发射装置100包括按键开关K、微处理器U、第一电阻R1、红外发光二极管P1及第二电源Vcc1，所述按键开关K与所述微处理器U电连接，所述第一电阻R1的第一端与所述微处理器U电连接，所述第一电阻R1的第二端与所述红外发光二极管P1的第一端电连接，所述红外发光二极管P1的第二端接地，所述第二电源Vcc1与所述按键开关K及所述微处理器U电连接。当按压所述按键开关K时，所述微处理器U向所述红外发光二极管P1发送脉冲电信号，从而使所述红外发光二极管P1发射红外光信号。其中，在实际运用中，所述红外发射装置100可以通过磁铁吸附的方式安装在机器人的机械手臂处，因而便于使用。
所述红外接收监测装置200安装在目标位置处，其包括红外接收电路1、第一信号放大电路2、耦合电路3、检波电路4、滤波电路5、第二信号放大电路6、第一信号指示电路7、谐振电路8、第二信号指示电路9及第一电源Vcc2，所述红外接收电路1用于将红外发射装置100发射的光信号转换成触发信号，所述第一信号放大电路2用于对所述触发信号进行放大，所述耦合电路3用于将所述放大后的信号耦合至所述检波电路4，所述检波电路4用于将所述耦合电路3耦合过来的信号发送给所述第二信号放大电路6，所述滤波电路5用于对检波电路4输出的信号进行滤波，所述第一信号指示电路7用于指示所述第二信号放大电路6的工作状态，所述谐振电路8用于根据所述第二信号放大电路6输出的信号形成驱动所述第二信号指示电路9工作的谐振信号，所述第一电源Vcc2用于提供电能。
在本实施例中，所述红外接收电路1包括红外接收二极管P2及第二电阻R2，所述红外接收二极管P2的第一端与所述第一电源Vcc2电连接，所述红外接收二极管P2的第二端与所述第二电阻R2的第一端相连，所述第二电阻R2的第二端接地。其中，所述红外接收二极管P2接收到红外发光二极管P1发送的脉冲信号后，将其转化为波动的电信号并输出。
所述第一信号放大电路2包括第一三极管Q1及第三电阻R3，所述第一三极管Q1的集电极与所述第一电源Vcc2电连接，所述第一三极管Q1的基极与所述红外接收二极管P2的第二端电连接，所述第一三极管Q1的发射极与所述第三电阻R3的第一端电连接；所述第三电阻R3的第二端接地。当红外接收二极管P2接收到红外发光二极管P1发送的脉冲信号后，通过所述第一三极管Q1形成的信号进行放大后，在所述第三电阻R3的端部形成脉冲电压。也就是说所述脉冲信号即为触发信号。
所述耦合电路3包括第一电容C1，所述第一电容C1的第一端与所述第一信号放大电路2的第一端电连接，所述第一电容C1的第二端与所述检波电路4电连接。该耦合电路3具有滤波及隔离的作用，通过第一电容C1的耦合，可将信号向所述检波电路4传递。
所述检波电路4包括第一整流二极管D1及第二整流二极管D2，所述第一整流二极管D1的第一端与所述第一电容C1的第二端电连接，所述第一整流二极管D1的第二端接地；所述第二整流二极管D2的第一端与所述第一整流二极管D1的第一端电连接，所述第二整流二极管D2的第二端与所述滤波电路5电连接。所述滤波电路5包括第二电容C2，所述第二电容C2的第一端与所述第二整流二极管D2的第二端电连接，所述第二电容C2的第二端接地。
所述第二信号放大电路6包括第四电阻R4及第二三极管Q2，所述第四电阻R4的第一端与所述第二整流二极管D2的第二端电连接，所述第四电阻R4的第二端与所述第二三极管Q2的基极电连接；所述第二三极管Q2的集电极与所述第一信号指示电路7及所述谐振电路8电连接；所述第二三极管Q2的发射极接地。
所述第一信号指示电路7包括第五电阻R5及第一发光二极管M1，所述第五电阻R5的第一端与第一电源电连接，所述第五电阻R5的第二端与所述第一发光二极管M1的第一端电连接；所述第一发光二极管M1的第二端与所述第二三极管Q2的集电极电连接。当红外接收二极管P2接收到红外发光二极管P1发送的脉冲信号后，经所述滤波电路5滤波后，变成此较平滑的直流电压，从而使所述第一发光二极管M1发光，以提示机械手臂能够正常运动到预设位置，即测试合格。在本实施例中，所述第一发光二极管M1发出的光为绿光，因而符合用户的使用习惯。
所述谐振电路8包括第六电阻R6、第七电阻R7、第三整流二极管D3、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第三电容C3，所述第六电阻R6的第一端与第一电源电连接，所述第六电阻R6的第二端与所述第三整流二极管D3的第一端电连接；所述第七电阻R7的第一端与所述第三电容C3的第一端电连接，所述第七电阻R7的第二端与所述第六电阻R6的第二端电连接；所述第三整流二极管D3的第二端与所述第一发光二极管M1的第二端及第二三极管Q2的集电极电连接。
所述第三三极管Q3的基极与所述第七电阻R7的第二端电连接，所述第三三极管Q3的集电极与所述第四三极管Q4的基极电连接，所述第三三极管Q3的发射极接地；所述第四三极管Q4的发射极与第一电源电连接，所述第四三极管Q4的集电极与所述第三电容C3的第二端电连接；所述第三电容C3的第二端与所述第二信号指示电路9电连接。所述第二信号指示电路9包括第二发光二极管M2，所述第二发光二极管M2工作时发出红光。可以理解的是，当红外接收监测装置200工作后，所述第二发光二极管M2一直发不断闪烁的红光，直至红外接收监测装置200接收到红外脉冲信号后，所述第二发光二极管M2才熄灭，此种方式较便于测试人员区分。
实施例2
请参阅图3，本实施例与实施例1的结构相似，其不同之处在于：本实施例的整流电路包括第一运算放大器A1、第二运算放大器A2、第四整流二极管D4、第五整流二极管D5、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11及第十二电阻R12，所述第四整流二极管D4的阳极与所述第一运算放大器A1的输出端电连接，所述第四整流二极管D4的阴极与所述第一运算放大器A1反向输入端电连接；所述第五整流二极管D5的阳极与所述第十电阻R10的第一端电连接，所述第五整流二极管D5的阴极与所述第一运算放大器A1的输出端电连接；
所述第八电阻R8的第一端与所述耦合电路3电连接，所述第八电阻R8的第二端与所述第一运算放大器A1的反向输入端电连接，所述第一运算放大器A1的正向输入端接地；所述第九电阻R9的第一端与所述第八电阻R8的第二端电连接，所述第九电阻R9的第二端与所述第十电阻R10的第一端电连接，所述第十电阻R10的第二端与所述第十二电阻R12的第一端及所述第二运算放大器A2的反向输入端电连接，所述第二运算放大器A2的正向输入端接地，所述第二运算放大器A2的输出端与所述第十二电阻R12的第二端及所述第二信号放大电路6电连接，所述第十一电阻R11的第一端与所述耦合电路3电连接，所述第十一电阻R11的第二端与所述第十二电阻R12的第一端电连接。该整流电路的输出等于输入的绝对值，从而具有精密整流的优点，较好地避免误判。
综上所述，本发明通过红外发射装置100及红外接收监测装置200之间的巧妙配合，当需要对机器人进行测试时，将所述红外发射装置100安装在机器人的机械手臂处，并将红外接收装置安装在目标位置处。当机械手臂按预设程序运动并带着所述红外发射装置100运动至与所述目标位置对应的位置时，所述红外接收电路1接收到红外发射装置100发送的信号，从而触发所述第一信号指示电路7发出到位提示信号，否则一直仅看到所述第二信号指示电路9发出未到位信号，从而实现测试目的。本发明具有结构简单，成本低，便于推广应用的优点，相对现有技术，其可大幅度降低测试成本。
以上对本发明所提供的机器人监测系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，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。综上所述，本说明书内容仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内，不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种机器人监测系统，其特征在于，包括红外发射装置及红外接收监测装置，所述红外发射装置用于安装在机器人的机械手臂处，以向所述红外接收监测装置发射红外线；所述红外接收监测装置安装在目标位置处，其包括红外接收电路、第一信号放大电路、耦合电路、检波电路、滤波电路、第二信号放大电路、第一信号指示电路、谐振电路、第二信号指示电路及第一电源，所述红外接收电路用于将红外发射装置发射的光信号转换成触发信号，所述第一信号放大电路用于对所述触发信号进行放大，所述耦合电路用于将所述放大后的信号耦合至所述检波电路，所述检波电路用于将所述耦合电路耦合过来的信号发送给所述第二信号放大电路，所述滤波电路用于对检波电路输出的信号进行滤波，所述第一信号指示电路用于指示所述第二信号放大电路的工作状态，所述谐振电路用于根据所述第二信号放大电路输出的信号形成驱动所述第二信号指示电路工作的谐振信号，所述第一电源用于提供电能。
2.如权利要求1所述的机器人监测系统，其特征在于，所述红外发射装置包括按键开关、微处理器、第一电阻、红外发光二极管及第二电源，所述按键开关与所述微处理器电连接，所述第一电阻的第一端与所述微处理器电连接，所述第一电阻的第二端与所述红外发光二极管的第一端电连接，所述红外发光二极管的第二端接地，所述第二电源与所述按键开关及所述微处理器电连接。
3.如权利要求1或2所述的机器人监测系统，其特征在于，所述红外接收电路包括红外接收二极管及第二电阻，所述红外接收二极管的第一端与所述第一电源电连接，所述红外接收二极管的第二端与所述第二电阻的第一端相连，所述第二电阻的第二端接地；
所述第一信号放大电路包括第一三极管及第三电阻，所述第一三极管的集电极与所述第一电源电连接，所述第一三极管的基极与所述红外接收二极管的第二端电连接，所述第一三极管的发射极与所述第三电阻的第一端电连接；所述第三电阻的第二端接地。
4.如权利要求1或2所述的机器人监测系统，其特征在于，所述耦合电路包括第一电容，所述第一电容的第一端与所述第一信号放大电路的第一端电连接，所述第一电容的第二端与所述检波电路电连接。
5.如权利要求4所述的机器人监测系统，其特征在于，所述检波电路包括第一整流二极管及第二整流二极管，所述第一整流二极管的第一端与所述第一电容的第二端电连接，所述第一整流二极管的第二端接地；所述第二整流二极管的第一端与所述第一整流二极管的第一端电连接，所述第二整流二极管的第二端与所述滤波电路电连接。
6.如权利要求5所述的机器人监测系统，其特征在于，所述滤波电路包括第二电容，所述第二电容的第一端与所述第二整流二极管的第二端电连接，所述第二电容的第二端接地。
7.如权利要求5所述的机器人监测系统，其特征在于，所述第二信号放大电路包括第四电阻及第二三极管，所述第四电阻的第一端与所述第二整流二极管的第二端电连接，所述第四电阻的第二端与所述第二三极管的基极电连接；所述第二三极管的集电极与所述第一信号指示电路及所述谐振电路电连接；所述第二三极管的发射极接地。
8.如权利要求7所述的机器人监测系统，其特征在于，所述第一信号指示电路包括第五电阻及第一发光二极管，所述第五电阻的第一端与第一电源电连接，所述第五电阻的第二端与所述第一发光二极管的第一端电连接；所述第一发光二极管的第二端与所述第二三极管的集电极电连接。
9.如权利要求8所述的机器人监测系统，其特征在于，所述谐振电路包括第六电阻、第七电阻、第三整流二极管、第三三极管、第四三极管、第三电容，所述第六电阻的第一端与第一电源电连接，所述第六电阻的第二端与所述第三整流二极管的第一端电连接；所述第七电阻的第一端与所述第三电容的第一端电连接，所述第七电阻的第二端与所述第六电阻的第二端电连接；所述第三整流二极管的第二端与所述第一发光二极管的第二端及第二三极管的集电极电连接；所述第三三极管的基极与所述第七电阻的第二端电连接，所述第三三极管的集电极与所述第四三极管的基极电连接，所述第三三极管的发射极接地；所述第四三极管的发射极与第一电源电连接，所述第四三极管的集电极与所述第三电容的第二端电连接；所述第三电容的第二端与所述第二信号指示电路电连接。
10.如权利要求1或2所述的机器人监测系统，其特征在于，所述第二信号指示电路包括第二发光二极管，所述第二发光二极管工作时发出红光。
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