CN116135497A - 一种用于工业机器人实训平台的故障预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及故障预警技术，用于解决机械臂转动故障时人工查找故障耗费较多时间且狭小间隙中不便于修理的问题，具体为一种用于工业机器人实训平台的故障预警系统，包括平台本体、障警单元和处障单元；本发明通过数处模块对数采模块采集数据的处理和分析，判定机械臂运转是否稳定，判定机械臂运转时是否发生阻塞，并判定阻塞的位置和阻塞物的大小，便于采取对应的执行操作去解决阻塞的情况，通过齿环的设置使机械臂在位移达到指定长度后可自动进行位移的限制，不会发生产品位置发生偏移的情况，且清理板可自动进行内转动节和外转动节之间狭小空间内阻塞物的清理操作，防止阻塞物影响机械臂的正常运转，降低机械臂的使用寿命。

Description

一种用于工业机器人实训平台的故障预警系统

技术领域

本发明涉及故障预警技术，具体为一种用于工业机器人实训平台的故障预警系统。

背景技术

工业机器人是广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能；

现有技术中，机械臂在发出转动故障预警时，检修人员需对机械臂的各个转动节位置处进行全面的检查，去确定机械臂转动故障的原因，全面的检查耗费较多的时间，不利于工作效率的提高；机械臂在发生转动故障时，转动节间狭小的空间不便于进行修理操作，导致因位移发生偏差使机械臂放置的产品无法准确的放置在指定位置处，使放置的物品易发生掉落摔毁的情况，且机械臂转动节转动时内部阻塞物导致的摩擦加剧，影响机械臂的正常转动，易造成机械臂使用寿命的缩短；

针对上述技术问题，本申请提出一种解决方案。

发明内容

本发明的目的就在于通过数处模块对数采模块采集数据的处理和分析，判定机械臂运转是否稳定，判定机械臂运转时是否发生阻塞，并判定阻塞的位置和阻塞物的大小，便于采取对应的执行操作去解决阻塞的情况，通过齿环的设置使机械臂在位移达到指定长度后可自动进行位移的限制，不会发生产品位置发生偏移的情况，且清理板可自动进行内转动节和外转动节之间狭小空间内阻塞物的清理操作，防止阻塞物影响机械臂的正常运转，降低机械臂的使用寿命，解决机械臂转动故障时人工查找故障耗费较多时间且狭小间隙中不便于修理的问题，而提出一种用于工业机器人实训平台的故障预警系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种用于工业机器人实训平台的故障预警系统，包括平台本体、障警单元和处障单元，所述平台本体上表面安装有机械手，所述机械手上安装有转动节本体，所述转动节本体包括内转动节和外转动节，所述外转动节内侧转动连接有内转动节，障警单元包括数采模块、数处模块和数执模块；

数采模块，对机械臂的运转影响因素进行采集，并将采集到的数据传递给数处模块；运转影响因素包括位移数据、转角数据、间距数据、深度数据、温度数据和声音数据；

数处模块，对数采模块传递来的运转影响因素进行处理分析，并将生成的执行信号传递给数执模块；

数处模块进行的数据处理分析如下：

根据整段位移数据采集过程中各个时间段内位移数据的采集，计算出整段位移过程中的平均位移速度，后根据平均位移速度计算对应各段时间段内的速度位移值，后进行速度位移值和位移数据的比较，判定机械臂的运转是否平稳；

若不平稳，通过转角数据和机械臂的长度数据可计算出，每段采集时刻内机械臂的角度位移值，通过角度位移值与位移数据的比较，判定数采模块的数据采集是否发生异常，若异常，数处模块进行补救措施；若无异常，数处模块控制数采模块重新进行位移数据的采集；

以采集时刻和深度数据建立二元坐标系，并对以采集时刻和深度数据为坐标在二元坐标系内进行深度坐标点的绘制，并对离散较大的坐标点进行标记；后对间距数据进行求均值操作，并将求得的均值与间隙大小进行比较，判定机械臂是否发生错位的情况；若发生错位情况，生成错位执行信号；若未发生错位情况，在以采集时刻为x轴的二元坐标系内进行温度数据和采集时刻为坐标的坐标点绘制，并在y轴上作两条水平线，以两条水平线之间的间距判定阻塞物的位置，并通过声音数据对声音设定值的比较，判定阻塞物的大小，后生成对应的阻塞执行信号；

数执模块，接收数处模块传递来的执行信号，控制机械部件完成对应的操作。

作为本发明的一种优选实施方式，处障单元包括滑动槽，所述滑动槽内侧滑动连接有齿环，所述齿环靠近所述内转动节的一侧安装有若干个均匀分布的限位杆，所述限位杆外侧壁套设有限位弹簧，所述外转动节靠近所述内转动节的一侧开设有凹槽，凹槽内部开设有与所述齿环对应的嵌合齿槽。

作为本发明的一种优选实施方式，处障单元还包括清理板，所述清理板下端转动连接有弧形板，所述弧形板外侧壁两侧通过伸缩弹簧滑动连接有若干个均匀分布的调节板，所述清理板外侧壁上方安装有支撑板，所述弧形板外侧壁中间位置处安装有弧板牵引绳，所述弧板牵引绳外侧壁套设有弧板弹簧，所述支撑板上表面中间位置处安装有吸尘管，所述吸尘管内部中间位置处安装有切割臂。

作为本发明的一种优选实施方式，吸尘管下端通过伸缩框架安装有伸缩软管，所述切割臂下端转动连接有切割片，所述切割臂内部对应所述切割片转轴位置处开设有传动腔，所述吸尘管上端安装有排风扇，排风扇转轴与排风齿柱连接，所述吸尘管内侧壁通过滑动框架安装有调节齿柱，所述传动腔内部对应所述调节齿柱位置处通过直角框架转动连接有传动齿轮一，直角框架外侧壁对应所述传动齿轮一位置处转动连接有传动齿转轮一，所述传动齿转轮一外侧壁安装有传动带。

作为本发明的一种优选实施方式，清理板外侧壁转动连接有夹紧转轴，所述夹紧转轴外侧壁连接有若干个均匀分布的收紧转轮，所述清理板下端对应所述收紧转轮位置处开设有转向槽，所述转向槽内侧转动连接有夹紧板，所述夹紧板上端连接有夹板牵引绳，所述转向槽内侧壁下方一体成型有转向板。

作为本发明的一种优选实施方式，吸尘管外侧对应所述调节齿柱位置处转动连接有传动齿轮二，所述支撑板上表面对应传动齿轮二位置处转动连接有传动齿轮三，所述支撑板上表面对应传动齿轮三位置处转动连接有传动齿柱，所述清理板外侧壁对应传动齿柱位置处转动连接有传动齿转轮二，所述清理板外侧壁对应传动齿轮二位置处转动连接有传动齿转轮三，所述清理板外侧壁对应传动齿转轮三位置处转动连接有传动齿轮四。

作为本发明的一种优选实施方式，收紧转轮外侧安装有限位套，所述收紧转轮外侧壁六个方向上开设有十字滑槽，所述十字滑槽内侧滑动连接有松紧滑动框，所述松紧滑动框内侧滑动连接有夹持杆，所述夹持杆上表面安装有松紧弹簧，所述收紧转轮内部开设有空腔，空腔内部上方通过连接弹簧安装有松紧滑动框，空腔内部下方通过连接弹簧安装有限位滑块，所述收紧转轮外侧壁对应所述限位滑块位置处开设有限位滑槽，所述夹紧转轴外侧壁对应所述限位滑块位置处开设有限位孔。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

故障预警系统的障警单元在机械臂出现转动故障时，数采模块对机械臂上的各个转动节位置处的运转影响因素进行采集，并依次对位移数据、转角数据进行处理和分析，判定机械臂运转是否稳定，位移是否出现错误，后再依次对深度数据、间距数据、温度数据和声音数据进行处理和分析，判定机械臂运转时是否发生阻塞，并判定阻塞的位置和阻塞物的大小，便于采取对应的执行操作去解决阻塞的情况；

通过齿环的设置使机械臂在位移达到指定长度后可自动进行位移的限制，不会发生产品位置发生偏移的情况，且清理板可自动进行内转动节和外转动节之间阻塞物的清理操作，且清理操作前可通过夹紧板对阻塞物进行稳定夹持，保证切割的稳定性，防止阻塞物影响机械臂的正常运转，降低机械臂的使用寿命。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的主体结构图；

图2为本发明的转动节结构图；

图3为本发明的齿环结构图；

图4为本发明的清理板结构图；

图5为本发明图4的A部放大结构图；

图6为本发明的吸尘管结构图；

图7为本发明的调节齿柱结构图；

图8为本发明的收紧转轮结构图；

图9为本发明的坐标结构图；

图10为本发明的系统结构图；

图中：1、平台本体；2、机械手；3、转动节本体；31、内转动节；32、外转动节；33、滑动槽；34、齿环；35、限位杆；36、限位弹簧；41、清理板；42、弧形板；43、调节板；44、弧板牵引绳；45、弧板弹簧；46、吸尘管；47、切割臂；48、支撑板；49、夹板牵引绳；410、夹紧转轴；411、传动腔；412、伸缩软管；413、切割片；414、夹紧板；415、排风齿柱；416、调节齿柱；417、传动齿轮一；418、传动齿转轮一；419、传动带；420、转向槽；421、转向板；51、收紧转轮；52、限位套；53、松紧滑动框；54、松紧弹簧；55、夹持杆；56、限位滑块；57、限位孔；58、限位滑槽；59、十字滑槽。

实施方式

下面将结合实施例对本发明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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

请参阅图1-2和图9-10所示，一种用于工业机器人实训平台的故障预警系统，包括平台本体1、障警单元和处障单元，平台本体1上表面安装有机械手2，机械手2上安装有转动节本体3，转动节本体3包括内转动节31和外转动节32，外转动节32内侧转动连接有内转动节31，障警单元包括数采模块、数处模块和数执模块；

数处模块的数据处理分析步骤如下：

步骤一：将数采模块传递来的位移数据按采集时刻进行排序，在数据位移不随时间发生改变后，根据总位移量和总位移量所需的时间计算出这段时间内机械臂的平均位移速度，后根据平均位移速度和时间计算出的机械臂的位移数据，即速度位移值，并根据速度位移值去对每段时间内的位移数据进行比较；

若每段时间内的速度位移值与位移数据均相等，表明机械臂保持平稳的运行，不生成任何信号；若各段时间内的速度位移值与位移数据存在不相等的情况，表明机械臂在运行过程中存在不稳定的情况，则数处模块对数采模块采集到的转角数据进行比较；

对同一时间段内采集到的多个转角数据进行去极值求平均值的操作，得到转角平均数据，对转角平均数据按照和位移数据一致的采集时刻进行排序，后根据机械臂自身的长度数据和对应的转角数据可计算出机械臂的位移数据，即角度位移值，将对应时间段的角度位移值与对应时间段的位移数据进行比较；

若对应时间段的角度位移值与对应时间段的位移数据不相等，表明位移数据的采集操作出现差错，生成位移自检执行信号，若自检结果无误则将结果反馈给数处模块，数处模块控制数采模块重新进行位移数据的采集操作，若二次采集仍出现该种错误，则通过警示灯发出警报，实训平台的计算机显示屏上显示“自检错误”字样；若自检结果有误，数处模块在进行数据处理时，自动进行差值的补全，并在操作过程中发出警报和通过显示屏显示“自检有误，已补全”字样；若对应时间段的角度位移值与对应时间段的位移数据相等，生成时间自检信号，数处模块根据网络时间进行数采模块时间的校准操作，若校准结果无误则将结果反馈给数处模块，数处模块控制数采模块重新进行位移数据的采集操作，若二次采集仍出现该种错误，则通过警示灯发出警报，实训平台的计算机显示屏上显示“校准错误”字样；

步骤二：将数采模块传递来的深度数据按采集时刻进行排序，以深度数据和采集时刻分别为y轴和x轴进行坐标系的建立，后在坐标系中进行深度坐标点的绘制，以y轴的作一条直线连接最多的深度坐标点，记为直线JL，对不在直线上的深度坐标点进行标记，并对在直线上下的深度坐标点分别记为上坐标点和下坐标点；

对数采模块采集到的间距数据进行去极值求平均值的操作，得到间距均值，间距数据的采集分别从机械臂的两侧进行数据的采集，即一侧的间距均值一与另一侧的间距均值二是否恒定等于间隙大小；若间距均值一或间距均值二中存在不等于间隙大小的情况，则判定机械臂歪斜，转动结构位置处发生相互摩擦的情况，生成错位信号；若间距均值一与间距均值二的和大于间隙大小的二倍，则机械臂转动位置处存在破损的情况，生成修补警示信号并发出蜂鸣警报，实训平台的计算机显示屏上显示对应机械臂的编号，以及对应转动关节位置处的编号和“机械臂破损”的警示字样；若间距均值一与间距均值二的和小于间隙大小的二倍，则判定机械臂转动位置处存在阻塞物，若深度坐标点记为上坐标点，生成内阻塞信号；若深度坐标点记为下坐标点，生成外阻塞信号；

将数采模块传递来的机械臂转动位置处的温度数据和采集时刻在深度数据和采集时刻的坐标系内进行温度坐标点的绘制，并在y轴上以环境温度数据作一条直线，记为直线HL，并以y轴的作一条直线连接最多的温度坐标点，记为直线WL，后对直线HL和直线WL之间的距离进行计算；若直线HL和直线WL之间的间距大小大于距离设定值，则判定机械臂转动位置处温度异常，后调取对应机械臂转动位置处间距数据的处理结果，若为内阻塞信号，则生成内阻塞执行信号；若为外阻塞信号，则生成外阻塞执行信号；若直线HL和直线WL之间的间距大小小于距离设定值，则判定无异常，进行声音数据的处理和判断操作；

以机械臂正常工作时的声音数据为声音设定值，对数采模块传递来的声音数据按照采集时刻顺序进行一一比较，若声音数据均小于或等于声音设定值，则无异常；若声音数据中存在大于声音设定值的数据，根据采集时刻对声音数据进行判断，若声音数据持续且连续，判定阻塞物较大，且卡设在机械臂的间隙内侧，根据生成的为内阻塞信号或外阻塞信号，生成内阻塞执行信号或外阻塞执行信号；若声音数据间断且连续，判定阻塞物较小，在机械臂的间隙内侧滚动，若温度无异常不进行执行信号的生成；

现有技术中，机械臂在发出转动故障预警时，检修人员需对机械臂的各个转动节位置处进行全面的检查，去确定机械臂转动故障的原因，全面的检查耗费较多的时间，不利于工作效率的提高；

故障预警系统的障警单元在机械臂出现转动故障时，数采模块对机械臂上的各个转动节位置处的运转影响因素进行采集，并依次对位移数据、转角数据进行处理和分析，判定机械臂运转是否稳定，位移是否出现错误，后再依次对深度数据、间距数据、温度数据和声音数据进行处理和分析，判定机械臂运转时是否发生阻塞，并判定阻塞的位置和阻塞物的大小，便于采取对应的执行操作去解决阻塞的情况。

实施例

请参阅图1-8所示，处障单元包括滑动槽33，滑动槽33为环状，且数量为两个，滑动槽33内侧滑动连接有齿环34，齿环34靠近内转动节31的一侧安装有若干个均匀分布的限位杆35，限位杆35外侧壁套设有限位弹簧36，限位弹簧36的一端连接在滑动槽33内侧，另一端连接在齿环34上，外转动节32靠近内转动节31的一侧开设有凹槽，凹槽内部开设有与齿环34对应的嵌合齿槽，齿环34上的凸齿可与嵌合齿槽相互嵌合，限位弹簧36通电收缩，在断电后带动齿环34弹出与嵌合齿槽相互嵌合，对内转动节31和外转动节32的转动进行限制；

处障单元还包括清理板41，两个清理板41外侧之间的最大间距等于内转动节31和外转动节32之间的间隙大小，清理板41下端转动连接有弧形板42，弧形板42外侧壁两侧通过伸缩弹簧滑动连接有若干个均匀分布的调节板43，清理板41外侧壁上方安装有支撑板48，支撑板48通过转动环转动连接在外转动节32上，并通过步进电机输出端上的齿轮与转动环外侧的齿槽嵌合带动转动环进行转动，弧形板42外侧壁中间位置处安装有弧板牵引绳44，弧板牵引绳44上端穿过支撑板48并延伸至支撑板48上方，弧板牵引绳44外侧壁套设有弧板弹簧45，支撑板48上表面中间位置处安装有吸尘管46，吸尘管46内部中间位置处安装有切割臂47，吸尘管46下端通过伸缩框架安装有伸缩软管412，切割臂47下端转动连接有切割片413，切割臂47内部对应切割片413转轴位置处开设有传动腔411，吸尘管46上端安装有排风扇，排风扇转轴与排风齿柱415连接，吸尘管46内侧壁通过滑动框架安装有调节齿柱416，排风齿柱415与调节齿柱416相互嵌合并带动进行转动，传动腔411内部对应调节齿柱416位置处通过直角框架转动连接有传动齿轮一417，调节齿柱416与传动齿轮一417相互嵌合并带动进行转动，直角框架外侧壁对应传动齿轮一417位置处转动连接有传动齿转轮一418，传动齿轮一417与传动齿转轮一418相互垂直且相互嵌合并带动进行转动，传动齿转轮一418外侧壁安装有传动带419，传动带419下端与排风扇转轴上的转轮连接，使传动齿转轮一418通过传动带419与风扇转轴上的转轮传动连接，清理板41外侧壁转动连接有夹紧转轴410，夹紧转轴410外侧壁连接有若干个均匀分布的收紧转轮51，清理板41下端对应收紧转轮51位置处开设有转向槽420，转向槽420内侧转动连接有夹紧板414，夹紧板414上端连接有夹板牵引绳49，夹板牵引绳49另一端穿过转向板421上的孔洞后向上延伸连接在收紧转轮51上，转向槽420内侧壁下方一体成型有转向板421，吸尘管46外侧对应调节齿柱416位置处转动连接有传动齿轮二，传动齿轮二与调节齿柱416相互嵌合并带动进行转动，支撑板48上表面对应传动齿轮二位置处转动连接有传动齿轮三，传动齿轮三下端与传动齿轮二相互垂直且相互嵌合，上端与传动齿柱相互嵌合并带动进行转动，支撑板48上表面对应传动齿轮三位置处转动连接有传动齿柱，传动齿柱与清理板41保持垂直的关系，清理板41外侧壁对应传动齿柱位置处转动连接有传动齿转轮二，传动齿转轮二与传动齿柱相互嵌合并带动进行转动，且与传动齿转轮三通过传动带419传动连接，清理板41外侧壁对应传动齿轮二位置处转动连接有传动齿转轮三，清理板41外侧壁对应传动齿转轮三位置处转动连接有传动齿轮四，传动齿轮四与传动齿转轮三相互垂直且相互嵌合并带动进行转动，且通过传动带419与夹紧转轴410一端上的转轮传动连接，收紧转轮51外侧安装有限位套52，收紧转轮51外侧壁六个方向上开设有十字滑槽59，十字滑槽59内侧滑动连接有松紧滑动框53，松紧滑动框53呈十字状在十字滑槽59内侧进行位置的滑动，松紧滑动框53内侧滑动连接有夹持杆55，夹持杆55靠近收紧转轮51内侧的一端安装有磁铁，且磁铁外侧安装有缓冲垫，且夹持杆55两端的外侧均一体成型有限位块，夹持杆55上表面安装有松紧弹簧54，松紧弹簧54一端安装在松紧滑动框53上，另一端安装在夹持杆55上，收紧转轮51内部开设有空腔，空腔内部上方通过连接弹簧安装有松紧滑动框53，空腔内部下方通过连接弹簧安装有限位滑块56，连接弹簧和松紧弹簧54均与通电设备进行连接和控制，收紧转轮51外侧壁对应限位滑块56位置处开设有限位滑槽58，夹紧转轴410外侧壁对应限位滑块56位置处开设有限位孔57；

现有技术中，机械臂在发生转动故障时，因位移发生偏差使机械臂放置的产品无法准确的放置在指定位置处，使放置的物品易发生掉落摔毁的情况，且机械臂转动节转动时内部阻塞物导致的摩擦加剧，影响机械臂的正常转动，易造成机械臂使用寿命的缩短；

限位弹簧36在断电后，进行长度的复原，推动齿环34在滑动槽33内侧向外进行位置的滑动，滑动过程中受到限位杆35的方向限制，使齿环34向外与外转动节32上的环状嵌合齿槽相互嵌合，使内转动节31和外转动节32之间的相互转动被阻碍，使机械臂无法继续进行转动；内转动节31和外转动节32之间在发生阻塞时，步进电机根据阻塞位置进行转动角度的计算，后带动清理板41转动对应的位置处，后松动对弧板牵引绳44的卷曲，使弧板牵引绳44在压缩形变的弧板弹簧45复原的作用力作用下推动清理板41两侧的弧形板42相互靠近并夹紧，弧形板42两侧的调节板43在受到挤压后缩入弧形板42内侧，使弧形板42的两侧可紧贴在内转动节31和外转动节32内壁上，吸尘管46上的排风扇开始转动进行抽风操作，风扇转轴通过带动排风齿柱415转动带动调节齿柱416转动，使传动齿轮一417在被调节齿柱416带动转动时带动传动齿转轮一418转动，传动齿转轮一418通过传动带419带动切割片413的转轴上的转轮转动，使切割片413对阻塞物进行切割操作；吸尘管46内的调节齿柱416在转动过程中通过带动传动齿轮二转动带动传动齿轮三转动，使与传动齿轮三嵌合的传动齿柱转动过程中通过带动传动齿转轮二转动带动传动齿转轮三转动，传动齿转轮三通过带动传动齿轮四转动带动夹紧转轴410转动，使收紧转轮51在转动过程中对夹板牵引绳49进行卷曲，使夹紧板414上端向外倾斜，下端向内进行夹紧操作，对阻塞物的进行夹持，保证切割时阻塞物的稳定性，因阻塞物结构不规则，各个夹紧板414的转动角度大小各不相同，各个夹板牵引绳49上的张力感应器在检测到张力达到设定张力值时，先后对松紧弹簧54和连接松紧滑动框53和限位滑块56的连接弹簧进行通电操作，使松紧弹簧54收缩带动两侧的夹持杆55相互紧贴，后连接弹簧通电收缩使限位滑块56上滑从限位孔57内侧移出，夹紧转轴410不再带动收紧转轮51转动，且松紧滑动框53下滑对卷曲后的夹板牵引绳49进行压持，使与收紧转轮51外侧的夹板牵引绳49长度恒定，切割产生的粉尘可沿吸尘管46排出，碎屑下落至弧形板42内侧，通过齿环34的设置使机械臂在位移达到指定长度后可自动进行位移的限制，不会发生产品位置发生偏移的情况，且清理板41可自动进行内转动节31和外转动节32之间阻塞物的清理操作，防止阻塞物影响机械臂的正常运转，降低机械臂的使用寿命。

本发明在出现机械臂转动故障时，障警单元内的数采模块对机械臂上的各个转动节位置处的运转影响因素进行采集，并将运转影响因素发送至数处模块，数处模块在生成位移自检执行信号时，数执模块控制机械臂进行对应位移大小的角度转动，采集模块进行位移数据的检测，数处模块对数处模块采集到的位移数据与转动角度的位移计算值进行比较，若自检结果无误则将结果反馈给数处模块，数处模块控制数采模块重新进行位移数据的采集操作，若二次采集仍出现该种错误，则通过警示灯发出警报，实训平台的计算机显示屏上显示“自检错误”字样；若自检结果有误，数处模块在进行数据处理时，自动进行差值的补全，并在操作过程中发出警报和通过显示屏显示“自检有误，已补全”字样；数处模块在生成内阻塞执行信号时，步进电机根据阻塞位置进行转动角度的计算，后带动清理板41转动对应的位置处，后根据阻塞物的位置控制连接支撑板48的电动推杆进行长度的调节，使清理板41下端到达指定位置处，后松动对弧板牵引绳44的卷曲，使弧板牵引绳44在压缩形变的弧板弹簧45复原的作用力作用下推动清理板41两侧的弧形板42相互靠近并夹紧，弧形板42两侧的调节板43在受到挤压后缩入弧形板42内侧，使弧形板42的两侧可紧贴在内转动节31和外转动节32内壁上，吸尘管46上的排风扇开始转动进行抽风操作，风扇转轴通过带动排风齿柱415转动带动调节齿柱416转动，使传动齿轮一417在被调节齿柱416带动转动时带动传动齿转轮一418转动，传动齿转轮一418通过传动带419带动切割片413的转轴上的转轮转动，使切割片413对阻塞物进行切割操作；数处模块在生成外阻塞执行信号时，操作步骤与内阻塞执行信号相同，但无需进行支撑板48的位置调节，数执模块完成调节操作后，数采模块重新进行机械臂间距数据的采集，并将采集到的数据传递给数处模块进行处理，若间距均值一与间距均值二中存在不等于间隙大小的情况，则判定机械臂发生歪斜，需通过相关工作人员进行修理，发出蜂鸣警报，实训平台的计算机显示屏上显示对应机械臂的编号，以及对应转动关节位置处的编号和“机械臂歪斜”的警示字样。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.一种用于工业机器人实训平台的故障预警系统，包括平台本体（1）、障警单元和处障单元，所述平台本体（1）上表面安装有机械手（2），所述机械手（2）上安装有转动节本体（3），所述转动节本体（3）包括内转动节（31）和外转动节（32），所述外转动节（32）内侧转动连接有内转动节（31），其特征在于，障警单元包括数采模块、数处模块和数执模块；

数采模块，对机械臂的运转影响因素进行采集，并将采集到的数据传递给数处模块；运转影响因素包括位移数据、转角数据、间距数据、深度数据、温度数据和声音数据；

数处模块，对数采模块传递来的运转影响因素进行处理分析，并将生成的执行信号传递给数执模块；

数处模块进行的数据处理分析如下：

根据整段位移数据采集过程中各个时间段内位移数据的采集，计算出整段位移过程中的平均位移速度，后根据平均位移速度计算对应各段时间段内的速度位移值，后进行速度位移值和位移数据的比较，判定机械臂的运转是否平稳；

若不平稳，通过转角数据和机械臂的长度数据可计算出，每段采集时刻内机械臂的角度位移值，通过角度位移值与位移数据的比较，判定数采模块的数据采集是否发生异常，若异常，数处模块进行补救措施；若无异常，数处模块控制数采模块重新进行位移数据的采集；

以采集时刻和深度数据建立二元坐标系，并对以采集时刻和深度数据为坐标在二元坐标系内进行深度坐标点的绘制，并对离散较大的坐标点进行标记；后对间距数据进行求均值操作，并将求得的均值与间隙大小进行比较，判定机械臂是否发生错位的情况；若发生错位情况，生成错位执行信号；若未发生错位情况，在以采集时刻为x轴的二元坐标系内进行温度数据和采集时刻为坐标的坐标点绘制，并在y轴上作两条水平线，以两条水平线之间的间距判定阻塞物的位置，并通过声音数据对声音设定值的比较，判定阻塞物的大小，后生成对应的阻塞执行信号；

数执模块，接收数处模块传递来的执行信号，控制机械部件完成对应的操作。

2.根据权利要求1所述的一种用于工业机器人实训平台的故障预警系统，其特征在于，处障单元包括滑动槽（33），所述滑动槽（33）内侧滑动连接有齿环（34），所述齿环（34）靠近所述内转动节（31）的一侧安装有若干个均匀分布的限位杆（35），所述限位杆（35）外侧壁套设有限位弹簧（36），所述外转动节（32）靠近所述内转动节（31）的一侧开设有凹槽，凹槽内部开设有与所述齿环（34）对应的嵌合齿槽。

3.根据权利要求1所述的一种用于工业机器人实训平台的故障预警系统，其特征在于，处障单元还包括清理板（41），所述清理板（41）下端转动连接有弧形板（42），所述弧形板（42）外侧壁两侧通过伸缩弹簧滑动连接有若干个均匀分布的调节板（43），所述清理板（41）外侧壁上方安装有支撑板（48），所述弧形板（42）外侧壁中间位置处安装有弧板牵引绳（44），所述弧板牵引绳（44）外侧壁套设有弧板弹簧（45），所述支撑板（48）上表面中间位置处安装有吸尘管（46），所述吸尘管（46）内部中间位置处安装有切割臂（47）。

4.根据权利要求3所述的一种用于工业机器人实训平台的故障预警系统，其特征在于，所述吸尘管（46）下端通过伸缩框架安装有伸缩软管（412），所述切割臂（47）下端转动连接有切割片（413），所述切割臂（47）内部对应所述切割片（413）转轴位置处开设有传动腔（411），所述吸尘管（46）上端安装有排风扇，排风扇转轴与排风齿柱（415）连接，所述吸尘管（46）内侧壁通过滑动框架安装有调节齿柱（416），所述传动腔（411）内部对应所述调节齿柱（416）位置处通过直角框架转动连接有传动齿轮一（417），直角框架外侧壁对应所述传动齿轮一（417）位置处转动连接有传动齿转轮一（418），所述传动齿转轮一（418）外侧壁安装有传动带（419）。

5.根据权利要求4所述的一种用于工业机器人实训平台的故障预警系统，其特征在于，所述清理板（41）外侧壁转动连接有夹紧转轴（410），所述夹紧转轴（410）外侧壁连接有若干个均匀分布的收紧转轮（51），所述清理板（41）下端对应所述收紧转轮（51）位置处开设有转向槽（420），所述转向槽（420）内侧转动连接有夹紧板（414），所述夹紧板（414）上端连接有夹板牵引绳（49），所述转向槽（420）内侧壁下方一体成型有转向板（421）。

6.根据权利要求5所述的一种用于工业机器人实训平台的故障预警系统，其特征在于，所述吸尘管（46）外侧对应所述调节齿柱（416）位置处转动连接有传动齿轮二，所述支撑板（48）上表面对应传动齿轮二位置处转动连接有传动齿轮三，所述支撑板（48）上表面对应传动齿轮三位置处转动连接有传动齿柱，所述清理板（41）外侧壁对应传动齿柱位置处转动连接有传动齿转轮二，所述清理板（41）外侧壁对应传动齿轮二位置处转动连接有传动齿转轮三，所述清理板（41）外侧壁对应传动齿转轮三位置处转动连接有传动齿轮四。

7.根据权利要求5所述的一种用于工业机器人实训平台的故障预警系统，其特征在于，所述收紧转轮（51）外侧安装有限位套（52），所述收紧转轮（51）外侧壁六个方向上开设有十字滑槽（59），所述十字滑槽（59）内侧滑动连接有松紧滑动框（53），所述松紧滑动框（53）内侧滑动连接有夹持杆（55），所述夹持杆（55）上表面安装有松紧弹簧（54），所述收紧转轮（51）内部开设有空腔，空腔内部上方通过连接弹簧安装有松紧滑动框（53），空腔内部下方通过连接弹簧安装有限位滑块（56），所述收紧转轮（51）外侧壁对应所述限位滑块（56）位置处开设有限位滑槽（58），所述夹紧转轴（410）外侧壁对应所述限位滑块（56）位置处开设有限位孔（57）。

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