[实用新型]监控工业机器人的奇点预测装置和系统

说明书

本申请涉及监控工业机器人的奇点预测装置和系统。该装置包括：第一端口，被配置为接收实际图像，实际图像包括沿测试路径行进的工业机器人的图像；存储器，被配置为存储基准图像，基准图像包括工业机器人处于奇点附近的预定姿势的图像；以及判断模块，连接到第一端口和存储器，被配置为经由第一端口接收实际图像并且从存储器接收基准图像，并且判断模块还被配置为：将实际图像与基准图像进行比较，判断实际图像与基准图像是否匹配，如果实际图像与基准图像匹配，则判断工业机器人处于奇点附近。本申请实现了无需与工业机器人进行交互的针对工业机器人的非侵入式的、简单且准确的奇点预测。

技术领域

本申请涉及工业机器人测试领域，具体地，本申请涉及监控工业机器人的奇点预测装置和系统。

背景技术

工业机器人是面向工业领域的多机械臂或多自由度的机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置，靠自身动力和控制能力来实现各种功能。工业机器人的典型应用包括焊接、刷漆、组装、采集和放置、产品检测和测试等。

多年来，奇点已成为工业机器人的逆运动学中的严重问题。当机器人沿卡迪尔坐标移动时，它会到达一些奇点。奇点通常表现为工业机器人的任意两个臂处于共线的姿势。在这些点处，工业机器人可能丧失自由度使得不能实现一些特定运动。另外，在一些情况下，工业机器人的某些臂的角速度将会太大而无法被适当控制，同时对电机施加严重负担。这将对设备甚至人员造成很多损伤。当工业机器人处于奇点位置或姿势时，它们需要被关闭、移动并且手动重新启动。

为了避免工业机器人处于奇点位置或姿势，对于大多数用户，将工业机器人的任务分配在没有奇点的空间中是安全且方便的选择。然而，这限制了工业机器人的工作空间和能够执行的任务。

现有的解决方法依赖于工业机器人的控制器数据，然而，许多工业机器人的控制器对于第三方用户来说是黑盒子，这意味着用户不能获得控制器中的数据或者修改控制器的功能。

实用新型内容

本申请实施例提供了监控工业机器人的奇点预测装置和系统，以至少解决现有技术中在工业机器人行进时难以预测奇点或奇点预测复杂的问题。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种监控工业机器人的奇点预测装置，包括：第一端口，被配置为接收实际图像，所述实际图像包括沿测试路径行进的工业机器人的图像，所述第一端口连接到相机阵列，所述工业机器人处于所述奇点附近的预定姿势的图像是由所述相机阵列预先捕获的所述工业机器人的任意两个臂的夹角与0°或180°的差值等于阈值角度时的所述工业机器人的图像；存储器，被配置为存储基准图像，所述基准图像包括所述工业机器人处于奇点附近的预定姿势的图像；以及判断模块，连接到所述第一端口和所述存储器，被配置为经由所述第一端口接收所述实际图像并且从所述存储器接收所述基准图像，并且所述判断模块还被配置为：将所述实际图像与所述基准图像进行比较，判断所述实际图像与所述基准图像是否匹配，如果所述实际图像与所述基准图像匹配，则判断所述工业机器人处于所述奇点附近，第二端口，连接到所述判断模块和警铃，其中，所述判断模块在判断所述工业机器人处于所述奇点附近之后，经由所述第二端口向所述警铃发送触发信号，所述警铃响应于所述触发信号而发出警报声，其中所述第一端口或所述第二端口包括USB、 PCI-e、ProfiNet。

以这样的方式，无需与工业机器人本身进行交互，能够在工业机器人行进时持续地判断工业机器人是否处于奇点附近，以及时地预测出机器人将要到达奇点，从而避免工业机器人处于奇点位置或姿势。

在监控工业机器人的奇点预测装置的一个示意性的实施例中，将实际图像与基准图像进行比较，判断实际图像与基准图像是否匹配包括：计算实际图像与基准图像的差值，判断差值是否在预定阈值范围内，如果差值在预定阈值范围内，则判断实际图像与基准图像匹配，如果差值超出预定阈值范围，则判断实际图像与基准图像不匹配。

以这样的方式，通过简单的图像处理实现图像匹配的判断，减轻了装置的处理压力，实现针对工业机器人的简单、快速的奇点预测。