[发明专利]一种复合机器人的防倾覆系统

权利要求书

1.一种复合机器人的防倾覆系统，包括上位机（1）和复合机器人（2），所述复合机器人（2）包括AGV车（201）和多轴机械臂（202）；其特征在于，还包括应变仪（3）；所述多轴机械臂（202）的基座（203）的同一高度的正左侧、正右侧、正前侧和正后侧各设置有一个应变片（4），所述应变片（4）竖直设置；

所述应变仪（3）用于测量各所述应变片（4）的应变值，并上传至所述上位机（1）；

所述上位机（1）用于获取所述复合机器人（2）左侧、右侧、前侧和后侧的应变安全阈值，根据各所述应变片（4）的应变值计算所述复合机器人（2）左侧、右侧、前侧和后侧的等效应变值，对比所述等效应变值和所述应变安全阈值以判断所述复合机器人（2）是否即将倾覆，在判断所述复合机器人（2）即将倾覆时发送停止信号至所述复合机器人（2），使所述复合机器人（2）停止运动；

所述复合机器人（2）左侧、右侧、前侧和后侧的应变安全阈值由所述上位机（1）通过以下方式预先测得：

依次以所述基座（203）的正左侧、正右侧、正前侧和正后侧为第一侧，并执行步骤：

S1.发送第一指令至所述复合机器人（2），使所述复合机器人（2）把多轴机械臂（202）的末端工具中心移动至所述基座（203）的第一侧；

S2.获取所述多轴机械臂（202）的末端工具加载重物后的第一应变片和第二应变片的应变值；所述第一应变片是朝向所述第一侧的所述应变片（4），所述第二应变片是背向所述第一侧的所述应变片（4）；

S3.根据所述第一应变片和所述第二应变片的应变值计算第一等效应变值，计算公式为：

；

其中，为所述第一等效应变值，为所述第一应变片的应变值，为所述第二应变片的应变值；

S4.根据所述第一等效应变值计算所述第一侧对应的第一刚度系数；所述第一刚度系数为所述第一等效应变值与加载力矩之间的比例系数，所述加载力矩为所述重物的重力产生的相对所述基座（203）中心的力矩；

S5.根据以下公式计算对应所述第一侧的临界等效应变值：

；

其中，为所述临界等效应变值，为所述第一刚度系数，为临界倾覆力矩，为所述复合机器人（2）的质量，为重力加速度，是所述复合机器人（2）的重心到所述AGV车位于所述第一侧的两个轮子与地面接触点的连线所在的竖直平面的距离；

S6.根据以下公式计算所述第一侧的容许应变值：

；

其中，为所述第一侧的容许应变值，n为预设的安全系数且n1；

分别以所述基座（203）的正左侧、正右侧、正前侧和正后侧的所述容许应变值作为所述复合机器人（2）的左侧、右侧、前侧和后侧的应变安全阈值，并存储在本地数据库中；

所述上位机（1）用于在获取所述复合机器人（2）左侧、右侧、前侧和后侧的应变安全阈值时，执行：

从本地数据库中提取所述复合机器人（2）左侧、右侧、前侧和后侧的应变安全阈值。

2.根据权利要求1所述的复合机器人的防倾覆系统，其特征在于，所述上位机（1）用于在执行步骤S2时，获取所述多轴机械臂（202）的末端工具加载一次重物后的第一应变片和第二应变片的应变值，得到一组所述应变值；

所述上位机（1）还用于在执行步骤S3时，根据一组所述应变值计算得到一个所述第一等效应变值；

所述上位机（1）还用于在执行步骤S4时，根据以下公式计算所述第一刚度系数：

；

；

其中，为所述第一刚度系数，为所述第一等效应变值，为所述加载力矩，为所述重物的质量，为重力加速度，为所述重物的重心与所述基座（203）的中心之间的水平距离。

3.根据权利要求1所述的复合机器人的防倾覆系统，其特征在于，所述上位机（1）用于在执行步骤S2时，获取所述多轴机械臂（202）的末端工具加载不同重物后的第一应变片和第二应变片的应变值，得到多组所述应变值；

所述上位机（1）还用于在执行步骤S3时，根据多组所述应变值计算得到多个所述第一等效应变值；

所述上位机（1）还用于在执行步骤S4时，根据多个所述第一等效应变值和对应的加载力矩，采用最小二乘法拟合得到所述第一刚度系数。