[发明专利]一种基于加速度信息的机器人状态实时监控系统及方法

权利要求书

1.一种基于加速度信息的机器人状态实时监控系统，其特征在于，包括机器人本体、三维加速度传感器、机器人控制柜和第二控制柜；

所述三维加速度传感器安装在所述机器人本体末端法兰上，用于获取机器人本体末端加速度信息，所述三维加速度传感器将获取的机器人本体末端加速度信息发送给所述第二控制柜的控制器；

所述机器人控制柜通过机器人自身传感器获取机器人本体末端加速度信息，所述机器人控制柜将获取的机器人本体末端加速度信息发送给所述第二控制柜的控制器；

所述控制器基于两路机器人本体末端加速度信息对机器人末端运动状态进行实时监控。

2.根据权利要求1所述的一种基于加速度信息的机器人状态实时监控系统，其特征在于，所述监控系统还包括显示装置，所述显示装置用于显示机器人本体末端运动状态信息以及警示信息。

3.根据权利要求2所述的一种基于加速度信息的机器人状态实时监控系统，其特征在于，所述显示装置采用触摸屏。

4.根据权利要求2所述的一种基于加速度信息的机器人状态实时监控系统，其特征在于，所述机器人控制柜与所述第二控制柜之间通过以太网通信连接，所述第二控制柜与所述显示装置通过以太网通信连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于加速度信息的机器人状态实时监控系统，其特征在于，所述控制器采用PLC控制器。

6.根据权利要求1所述的一种基于加速度信息的机器人状态实时监控系统，其特征在于，所述三维加速度传感器的量程范围大于所述机器人本体末端自身加速度的量程范围。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的基于加速度信息的机器人状态实时监控系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，实时获取三维加速度传感器测量的机器人末端加速度信息和机器人控制柜上传的机器人自身末端加速度信息；

步骤S2，得到两种加速度信息的误差值，并得到各向加速度相对误差；

步骤S3，将获得的各向加速度相对误差输入到预先设置的分级报警模型进行分级报警。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤S1之前还需要对三维加速度传感器测量的机器人末端加速度信息和机器人自身末端加速度信息进行标定，标定过程包括：

控制机器人以M/N的加速度沿着X方向或Y方向或Z方向运动，获取机器人匀加速阶段自身加速度值和三维加速度传感器测量的加速度值；其中，M为机器人末端自身加速度范围，N为标定数量；

控制机器人以2M/N的加速度沿着X方向或Y方向或Z方向运动，获取机器人匀加速阶段自身加速度值和三维加速度传感器测量的加速度值；

依次类推，直至机器人末端加速度为M，即控制机器人以M的加速度沿着X方向或Y方向或Z方向运动，获取机器人匀加速阶段自身加速度值和三维加速度传感器测量的加速度值；

以机器人自身加速度值为理论值，以三维加速度传感器测量的加速度值为实际值，生成机器人末端加速度误差表，保证各向加速度相对误差小于等于1/1000。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述N取值500。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述预先设置的分级报警模型具体为：

如果各向加速度相对误差均小于等于报警阈值，则机器人正常工作，报警级别为4级，无需报警；

如果有一个方向加速度相对误差大于报警阈值，进行3级报警；如果报警时长超过时间阈值，则升级为2级报警，操作人员视机器人具体运行情况选择控制机器人暂停运行或者继续运行；

如果有两个方向加速度相对误差大于报警阈值，进行2级报警，操作人员视机器人具体运行情况选择控制机器人暂停运行或者继续运行；如果报警时长超过时间阈值，则升级为1及报警，自动控制机器人停止运行；

如果所有方向加速度相对误差均大于报警阈值，进行1级报警，自动控制机器人停止运行。