本發(fā)明涉及機(jī)器人多軸機(jī)械臂，具體為機(jī)器人多軸機(jī)械臂動(dòng)態(tài)感知調(diào)節(jié)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、機(jī)器人多軸機(jī)械臂是一種具有多個(gè)自由度的機(jī)械臂，通常由若干個(gè)相互連接的關(guān)節(jié)構(gòu)成，每個(gè)關(guān)節(jié)可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)。這種設(shè)計(jì)使得機(jī)器人多軸機(jī)械臂能夠在三維空間內(nèi)完成復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)任務(wù)，如抓取、搬運(yùn)、組裝等。

2、動(dòng)態(tài)感知調(diào)節(jié)是指系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)獲取外部環(huán)境或系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)的信息，并根據(jù)這些信息動(dòng)態(tài)調(diào)整系統(tǒng)的參數(shù)或控制策略，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)外部變化的適應(yīng)性和穩(wěn)定性，以確保機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)過(guò)程安全高效。

3、機(jī)器人多軸機(jī)械臂的自適應(yīng)動(dòng)態(tài)感知調(diào)節(jié)是通過(guò)控制器對(duì)機(jī)械臂進(jìn)行控制，通過(guò)控制器的調(diào)節(jié)指令來(lái)進(jìn)行定位，在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，可能出現(xiàn)內(nèi)部零部件磨損，導(dǎo)致動(dòng)態(tài)感知調(diào)節(jié)定位不準(zhǔn)確，機(jī)械臂出現(xiàn)性能下降，對(duì)夾取物品到組裝位置的精度就會(huì)出現(xiàn)偏差，因此通過(guò)對(duì)機(jī)器人多軸機(jī)械臂進(jìn)行維護(hù)和檢修，提高機(jī)械臂的性能，保證機(jī)器人多軸機(jī)械臂的動(dòng)態(tài)感知調(diào)節(jié)能夠精準(zhǔn)運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供機(jī)器人多軸機(jī)械臂動(dòng)態(tài)感知調(diào)節(jié)系統(tǒng)及方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

2、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：機(jī)器人多軸機(jī)械臂動(dòng)態(tài)感知調(diào)節(jié)方法，該方法包括以下步驟：

3、步驟s100：當(dāng)機(jī)器人多軸機(jī)械臂工作時(shí)，對(duì)控制器發(fā)出的調(diào)節(jié)指令進(jìn)行采集，每當(dāng)機(jī)器人多軸機(jī)械臂執(zhí)行調(diào)節(jié)指令時(shí)，對(duì)機(jī)器人多軸機(jī)械臂在執(zhí)行調(diào)節(jié)指令過(guò)程中產(chǎn)生出的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，和對(duì)機(jī)械臂在執(zhí)行調(diào)節(jié)指令過(guò)程中呈現(xiàn)出的表征數(shù)據(jù)進(jìn)行采集；

4、步驟s200：通過(guò)計(jì)算機(jī)械臂的表征數(shù)據(jù)，得到機(jī)械臂執(zhí)行調(diào)節(jié)指令的執(zhí)行困難程度，進(jìn)而得到執(zhí)行困難程度集合；

5、步驟s300：根據(jù)所述執(zhí)行困難程度集合進(jìn)行等級(jí)劃分，得到困難等級(jí)集合，根據(jù)困難等級(jí)集合，得到相同困難等級(jí)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，對(duì)執(zhí)行各個(gè)調(diào)節(jié)指令的各種困難等級(jí)的第j種狀態(tài)數(shù)據(jù)建立異常預(yù)警模型，得到所述各種狀態(tài)數(shù)據(jù)的偏差閾值；

6、步驟s400：當(dāng)機(jī)器人多軸機(jī)械臂執(zhí)行完控制器發(fā)出的調(diào)節(jié)指令時(shí)，對(duì)機(jī)器人多軸機(jī)械臂進(jìn)行評(píng)估，計(jì)算機(jī)械臂執(zhí)行調(diào)節(jié)指令的困難程度，根據(jù)困難等級(jí)將機(jī)器人多軸機(jī)械臂的狀態(tài)數(shù)據(jù)輸入到執(zhí)行相同調(diào)節(jié)指令的困難等級(jí)相同的各種狀態(tài)數(shù)據(jù)異常預(yù)警模型進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)機(jī)器人多軸機(jī)械臂發(fā)生異常預(yù)警時(shí)，發(fā)出警報(bào)提示工作人員進(jìn)行維修。

7、進(jìn)一步的，步驟s100，包括以下步驟：

8、步驟s101：對(duì)正在工作中的機(jī)器人多軸機(jī)械臂的控制器發(fā)出的調(diào)節(jié)指令進(jìn)行采集，得到控制器發(fā)出的各個(gè)調(diào)節(jié)指令集合；

9、步驟s102：每當(dāng)監(jiān)測(cè)到機(jī)器人多軸機(jī)械臂執(zhí)行第i個(gè)調(diào)節(jié)指令時(shí)，對(duì)機(jī)器人多軸機(jī)械臂從開(kāi)始執(zhí)行所述第i個(gè)調(diào)節(jié)指令，到執(zhí)行完所述第i個(gè)調(diào)節(jié)指令的過(guò)程中產(chǎn)生的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，得到對(duì)應(yīng)所述第i個(gè)調(diào)節(jié)指令的狀態(tài)數(shù)據(jù)集合，其中，所述狀態(tài)數(shù)據(jù)包括：機(jī)器人多軸機(jī)械臂開(kāi)始執(zhí)行控制器發(fā)出調(diào)節(jié)指令到執(zhí)行完所述調(diào)節(jié)指令的執(zhí)行調(diào)節(jié)指令所用時(shí)長(zhǎng)、機(jī)器人多軸機(jī)械臂的平均溫度、機(jī)器人多軸機(jī)械臂的平均電流；

10、步驟s103：每當(dāng)監(jiān)測(cè)到機(jī)器人多軸機(jī)械臂執(zhí)行第i個(gè)調(diào)節(jié)指令時(shí)，對(duì)機(jī)械臂執(zhí)行所述第i個(gè)調(diào)節(jié)指令，到執(zhí)行完所述第i個(gè)調(diào)節(jié)指令的過(guò)程中產(chǎn)生的表征數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，得到對(duì)應(yīng)所述第i個(gè)調(diào)節(jié)指令的表征數(shù)據(jù)集合，其中，所述表征數(shù)據(jù)包括機(jī)械臂移動(dòng)距離和機(jī)械臂移動(dòng)總角度，所述機(jī)械臂移動(dòng)距離為機(jī)械臂從開(kāi)始執(zhí)行第i個(gè)調(diào)節(jié)指令前的位置到執(zhí)行完第i個(gè)調(diào)節(jié)指令后的位置所移動(dòng)的距離，所述機(jī)械臂移動(dòng)總角度為機(jī)械臂從開(kāi)始執(zhí)行調(diào)節(jié)指令到完成調(diào)節(jié)指令時(shí)，每個(gè)舵機(jī)旋轉(zhuǎn)的絕對(duì)角度之和，通過(guò)公式：y＝y(tǒng)1+y2+...+yn，其中y為機(jī)械臂移動(dòng)總角度，y1、y2、...、yn為機(jī)械臂從開(kāi)始執(zhí)行調(diào)節(jié)指令到完成調(diào)節(jié)指令時(shí)，以每個(gè)舵機(jī)初始位置為基準(zhǔn)點(diǎn)，第1、2、...、n個(gè)舵機(jī)旋轉(zhuǎn)的絕對(duì)角度。

11、上述步驟相當(dāng)于機(jī)器人多軸機(jī)械臂一般用于對(duì)大型待組裝零件進(jìn)行夾取，將所述零件送到組裝位置進(jìn)行組裝，機(jī)械臂的自適應(yīng)動(dòng)態(tài)感知調(diào)節(jié)是通過(guò)控制器對(duì)機(jī)械臂進(jìn)行控制，確保機(jī)械臂夾取零件能夠精準(zhǔn)定位，控制器發(fā)出的各種調(diào)節(jié)指令和各種所述狀態(tài)數(shù)據(jù)的數(shù)值進(jìn)行獲取，在機(jī)械臂上放置傳感裝置，采集機(jī)械臂在執(zhí)行調(diào)節(jié)指令時(shí)，機(jī)械臂姿態(tài)調(diào)節(jié)的表征數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)械臂姿態(tài)調(diào)節(jié)的表征數(shù)據(jù)，得到機(jī)械臂開(kāi)始執(zhí)行調(diào)節(jié)指令到完成調(diào)節(jié)指令的機(jī)械臂移動(dòng)距離和機(jī)械臂移動(dòng)總角度，為后續(xù)分析起到了支持。

12、進(jìn)一步的，步驟s200，包括以下步驟：

13、步驟s201：調(diào)取執(zhí)行第i個(gè)調(diào)節(jié)指令對(duì)應(yīng)的表征數(shù)據(jù)集合，通過(guò)公式：c＝a*x+b*y，其中a表示機(jī)械臂移動(dòng)距離x的權(quán)值，b表示機(jī)械臂移動(dòng)總角度y的權(quán)值，計(jì)算機(jī)械臂在執(zhí)行第i個(gè)調(diào)節(jié)指令所對(duì)應(yīng)的執(zhí)行困難程度c并進(jìn)行集合，得到所述第i個(gè)調(diào)節(jié)指令所對(duì)應(yīng)的執(zhí)行困難程度集合。

14、上述步驟相當(dāng)于通過(guò)公式計(jì)算調(diào)節(jié)指令的執(zhí)行困難程度，建立了執(zhí)行困難程度集合，為后續(xù)分析起到了支持。

15、進(jìn)一步的，步驟s300，包括以下步驟：

16、步驟s301：調(diào)取執(zhí)行第i個(gè)調(diào)節(jié)指令對(duì)應(yīng)的執(zhí)行困難程度集合，通過(guò)計(jì)算得到所述執(zhí)行困難程度集合的平均值，將所述執(zhí)行困難程度集合按照所述平均值設(shè)置等級(jí)劃分線，把小于等于所述平均值的執(zhí)行困難程度設(shè)置為第1困難等級(jí)并進(jìn)行集合，得到執(zhí)行第i個(gè)調(diào)節(jié)指令時(shí)第1困難等級(jí)集合，把大于所述平均值的執(zhí)行困難程度設(shè)置為第2困難等級(jí)并進(jìn)行集合，得到執(zhí)行第i個(gè)調(diào)節(jié)指令時(shí)第2困難等級(jí)集合；

17、步驟s302：將執(zhí)行第i個(gè)調(diào)節(jié)指令時(shí)第r困難等級(jí)集合中的每個(gè)執(zhí)行困難程度，所對(duì)應(yīng)的機(jī)器人多軸機(jī)械臂的第j種狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行集合，得到所述第j種狀態(tài)數(shù)據(jù)集合；

18、步驟s303：根據(jù)所述第j種狀態(tài)數(shù)據(jù)集合進(jìn)行計(jì)算，得到所述第j種狀態(tài)數(shù)據(jù)的平均數(shù)值和標(biāo)準(zhǔn)差，對(duì)執(zhí)行第i個(gè)調(diào)節(jié)指令的困難等級(jí)為r的第j種狀態(tài)數(shù)據(jù)建立異常預(yù)警模型，得到執(zhí)行第i個(gè)調(diào)節(jié)指令的困難等級(jí)為r的第j種狀態(tài)數(shù)據(jù)的偏差值，根據(jù)公式：

19、

20、其中zirj表示為執(zhí)行第i個(gè)調(diào)節(jié)指令的困難等級(jí)為r的第j種狀態(tài)數(shù)據(jù)的偏差值，wirj表示為所述第j種狀態(tài)數(shù)據(jù)集合中的數(shù)值，w’irj表示為所述第j種狀態(tài)數(shù)據(jù)的平均數(shù)值，σirj表示為所述第j種狀態(tài)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差；

21、步驟s304：將所述偏差值進(jìn)行集合，按照從小到大的順序進(jìn)行排列，最小值為偏差閾值的最小值，最大值為偏差閾值的最大值，得到執(zhí)行第i個(gè)調(diào)節(jié)指令的困難等級(jí)為r的第j種狀態(tài)數(shù)據(jù)的偏差閾值。

22、上述步驟相當(dāng)于把執(zhí)行調(diào)節(jié)指令的困難程度設(shè)置了一個(gè)等級(jí)區(qū)分線，將調(diào)節(jié)指令的執(zhí)行困難程度按照困難等級(jí)進(jìn)行劃分，將相同困難級(jí)別的各種狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，按照公式建立執(zhí)行第i個(gè)調(diào)節(jié)指令的困難等級(jí)為r的第j種狀態(tài)數(shù)據(jù)的異常預(yù)警模型，通過(guò)計(jì)算得到一個(gè)偏差閾值，為后續(xù)分析起到了支持。

23、進(jìn)一步的，步驟s400，包括以下步驟：

24、步驟s401：當(dāng)機(jī)器人多軸機(jī)械臂執(zhí)行當(dāng)前調(diào)節(jié)指令，分別對(duì)機(jī)器人多軸機(jī)械臂的各種狀態(tài)數(shù)據(jù)和機(jī)械臂的表征數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，計(jì)算得到執(zhí)行當(dāng)前調(diào)節(jié)指令的執(zhí)行困難程度，進(jìn)而得到困難等級(jí)，將所述各種狀態(tài)數(shù)據(jù)的數(shù)值輸入到執(zhí)行相同調(diào)節(jié)指令的困難等級(jí)相同的各種狀態(tài)數(shù)據(jù)異常預(yù)警模型中，得到當(dāng)前機(jī)器人多軸機(jī)械臂的各種狀態(tài)數(shù)據(jù)的偏差值；

25、步驟s402：調(diào)取執(zhí)行相同調(diào)節(jié)指令的困難等級(jí)相同的各種狀態(tài)數(shù)據(jù)的偏差閾值，將所述偏差值與所述偏差閾值進(jìn)行比較，若機(jī)器人多軸機(jī)械臂的一種狀態(tài)數(shù)據(jù)的偏差值超過(guò)偏差閾值，則當(dāng)前機(jī)器人多軸機(jī)械臂的狀態(tài)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常預(yù)警，則機(jī)器人多軸機(jī)械臂出現(xiàn)異常預(yù)警，發(fā)出警報(bào)提示工作人員對(duì)機(jī)器人多軸機(jī)械臂進(jìn)行維修。

26、上述步驟相當(dāng)于對(duì)機(jī)器人多軸機(jī)械臂進(jìn)行使用后評(píng)估，當(dāng)機(jī)械臂執(zhí)行完調(diào)節(jié)指令時(shí)，獲取機(jī)器人多軸機(jī)械臂的調(diào)節(jié)指令、機(jī)械臂的表征數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算得到執(zhí)行當(dāng)前調(diào)節(jié)指令的困難程度，進(jìn)而得到困難等級(jí)，將機(jī)器人多軸機(jī)械臂的狀態(tài)數(shù)據(jù)輸入到執(zhí)行相同調(diào)節(jié)指令的困難等級(jí)相同的各種狀態(tài)數(shù)據(jù)異常預(yù)警模型中，得到各種狀態(tài)數(shù)據(jù)的偏差值，將偏差值與偏差閾值進(jìn)行比較，當(dāng)有一種狀態(tài)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常預(yù)警時(shí)，則說(shuō)明機(jī)器人多軸機(jī)械臂發(fā)生異常預(yù)警，發(fā)出警報(bào)提示工作人員進(jìn)行維修。

27、為了更好實(shí)現(xiàn)上述方法還提出了機(jī)器人多軸機(jī)械臂動(dòng)態(tài)感知調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，系統(tǒng)包括機(jī)器人多軸機(jī)械臂分析模塊、計(jì)算困難程度模塊、異常預(yù)警模型模塊、狀態(tài)評(píng)估預(yù)警模塊：

28、機(jī)器人多軸機(jī)械臂分析模塊：當(dāng)機(jī)器人多軸機(jī)械臂工作時(shí)，對(duì)控制器發(fā)出的調(diào)節(jié)指令進(jìn)行采集，每當(dāng)機(jī)器人多軸機(jī)械臂執(zhí)行調(diào)節(jié)指令時(shí)，對(duì)機(jī)器人多軸機(jī)械臂在執(zhí)行調(diào)節(jié)指令過(guò)程中產(chǎn)生出的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，和對(duì)機(jī)械臂在執(zhí)行調(diào)節(jié)指令過(guò)程中呈現(xiàn)出的表征數(shù)據(jù)進(jìn)行采集；

29、計(jì)算困難程度模塊：通過(guò)計(jì)算機(jī)械臂的表征數(shù)據(jù)，得到機(jī)械臂執(zhí)行調(diào)節(jié)指令的執(zhí)行困難程度，進(jìn)而得到執(zhí)行困難程度集合；

30、異常預(yù)警模型模塊：根據(jù)所述執(zhí)行困難程度集合進(jìn)行等級(jí)劃分，得到困難等級(jí)集合，根據(jù)困難等級(jí)集合，得到相同困難等級(jí)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，對(duì)執(zhí)行各個(gè)調(diào)節(jié)指令的各種困難等級(jí)的第j種狀態(tài)數(shù)據(jù)建立異常預(yù)警模型，得到所述各種狀態(tài)數(shù)據(jù)的偏差閾值；

31、狀態(tài)評(píng)估預(yù)警模塊：當(dāng)機(jī)器人多軸機(jī)械臂執(zhí)行完控制器發(fā)出的調(diào)節(jié)指令時(shí)，對(duì)機(jī)器人多軸機(jī)械臂進(jìn)行評(píng)估，計(jì)算機(jī)械臂執(zhí)行調(diào)節(jié)指令的困難程度，根據(jù)困難等級(jí)將機(jī)器人多軸機(jī)械臂的狀態(tài)數(shù)據(jù)輸入到執(zhí)行相同調(diào)節(jié)指令的困難等級(jí)相同的各種狀態(tài)數(shù)據(jù)異常預(yù)警模型進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)機(jī)器人多軸機(jī)械臂發(fā)生異常預(yù)警時(shí)，發(fā)出警報(bào)提示工作人員進(jìn)行維修。

32、進(jìn)一步的，機(jī)器人多軸機(jī)械臂分析模塊包括獲取控制器調(diào)節(jié)指令單元和獲取機(jī)器人多軸機(jī)械臂運(yùn)行參數(shù)單元；

33、獲取控制器調(diào)節(jié)指令單元：獲取為實(shí)現(xiàn)機(jī)器人多軸機(jī)械臂工作，控制器發(fā)出的調(diào)節(jié)指令；

34、獲取機(jī)器人多軸機(jī)械臂數(shù)據(jù)單元：獲取機(jī)器人多軸機(jī)械臂在進(jìn)行調(diào)節(jié)指令時(shí)，機(jī)器人多軸機(jī)械臂的狀態(tài)數(shù)據(jù)和表征數(shù)據(jù)的數(shù)值。

35、進(jìn)一步的，計(jì)算困難程度模塊包括分析機(jī)械臂表征數(shù)據(jù)單元和計(jì)算執(zhí)行調(diào)節(jié)指令困難程度單元；

36、分析機(jī)械臂表征數(shù)據(jù)單元：對(duì)機(jī)械臂的表征數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；

37、計(jì)算執(zhí)行調(diào)節(jié)指令困難程度單元：計(jì)算機(jī)械臂執(zhí)行調(diào)節(jié)指令的困難程度。

38、進(jìn)一步的，異常預(yù)警模型模塊包括困難程度等級(jí)分析單元和建立異常預(yù)警單元；

39、困難程度等級(jí)分析單元：對(duì)困難程度設(shè)置困難等級(jí)區(qū)分線，將同一困難等級(jí)的調(diào)節(jié)指令進(jìn)行集合；

40、建立異常預(yù)警單元：對(duì)執(zhí)行各種調(diào)節(jié)指令的各種困難等級(jí)的第j種狀態(tài)數(shù)據(jù)建立異常預(yù)警模型，計(jì)算得到偏差閾值。

41、進(jìn)一步的，狀態(tài)評(píng)估預(yù)警模塊包括狀態(tài)評(píng)估單元和分析預(yù)警單元；

42、狀態(tài)評(píng)估單元：當(dāng)機(jī)械臂執(zhí)行完當(dāng)前調(diào)節(jié)指令時(shí)，獲取執(zhí)行完的調(diào)節(jié)指令、機(jī)器人多軸機(jī)械臂的狀態(tài)數(shù)據(jù)和表征數(shù)據(jù)，計(jì)算得到調(diào)節(jié)指令的困難等級(jí)，將機(jī)器人多軸機(jī)械臂的各種狀態(tài)數(shù)據(jù)數(shù)值輸入到到執(zhí)行相同調(diào)節(jié)指令的困難等級(jí)相同的各種狀態(tài)數(shù)據(jù)異常預(yù)警模型；

43、分析預(yù)警單元：分析當(dāng)前偏差值與偏差閾值的關(guān)系，當(dāng)有一種機(jī)器人多軸機(jī)械臂的狀態(tài)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常預(yù)警時(shí)，發(fā)出警報(bào)提示工作人員對(duì)機(jī)器人多軸機(jī)械臂進(jìn)行維修。

44、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：本發(fā)明通過(guò)對(duì)機(jī)器人多軸機(jī)械臂的狀態(tài)數(shù)據(jù)、機(jī)械臂的表征數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，通過(guò)計(jì)算得到機(jī)械臂執(zhí)行調(diào)節(jié)指令的執(zhí)行困難程度；根據(jù)所述困難程度集進(jìn)行等級(jí)劃分，對(duì)執(zhí)行各個(gè)調(diào)節(jié)指令的各種困難等級(jí)的第j種狀態(tài)數(shù)據(jù)建立異常預(yù)警模型；當(dāng)機(jī)器人多軸機(jī)械臂執(zhí)行完調(diào)節(jié)指令時(shí)，對(duì)機(jī)器人多軸機(jī)械臂進(jìn)行評(píng)估，計(jì)算機(jī)械臂執(zhí)行調(diào)節(jié)指令的困難程度，根據(jù)困難等級(jí)將機(jī)器人多軸機(jī)械臂的狀態(tài)數(shù)據(jù)輸入執(zhí)行相同調(diào)節(jié)指令的困難等級(jí)相同的各種狀態(tài)數(shù)據(jù)異常預(yù)警模型進(jìn)行計(jì)算，評(píng)估機(jī)器人多軸機(jī)械臂的異常情況。本發(fā)明能對(duì)機(jī)器人多軸機(jī)械臂進(jìn)行故障預(yù)警。