本實(shí)用新型具體涉及一種傳感器故障診斷裝置。

背景技術(shù)：

工業(yè)機(jī)器人是最典型的機(jī)電一體數(shù)字化裝備，技術(shù)附加值很高，應(yīng)用范圍廣泛，在焊接、碼垛、分揀、碼頭及高危工作環(huán)境中替代人力的作用日漸凸顯。工業(yè)機(jī)器人能夠通過傳感器感知外部環(huán)境和自身狀態(tài)信息，保證其在復(fù)雜環(huán)境中快速、高精度、長時間的工作。傳感器系統(tǒng)是工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)中至關(guān)重要的一環(huán)，它不僅能夠使工業(yè)機(jī)器人具備類似人類的知覺功能和反應(yīng)能力，而且在機(jī)器人狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)測中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

由于工業(yè)機(jī)器人工作環(huán)境的特殊性和復(fù)雜性，傳感器故障引起的失效現(xiàn)象時有發(fā)生，并且傳感器的此類故障并不易被及時察覺。如果由于傳感器本身出現(xiàn)精度稍差或者可靠性降低的故障，輕則導(dǎo)致當(dāng)前機(jī)器人工作無法正常運(yùn)行，重則還會造成嚴(yán)重事故，很大程度上影響整個工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的性能，產(chǎn)生難以挽回的重大后果。

因此，對傳感器自身的故障診斷，是提高工業(yè)機(jī)器人可靠性和穩(wěn)定性，使其高效健康運(yùn)轉(zhuǎn)的重要保證。在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)傳感器發(fā)生故障時，一般要依靠技術(shù)人員憑借經(jīng)驗(yàn)，通過檢查線路或者測量傳感器的電壓、電流以及查看機(jī)械裝置的情況來判斷故障的發(fā)生位置以及故障類型。這種方法往往費(fèi)時費(fèi)力，而且由于工業(yè)機(jī)器人有些功能會包含多個傳感器種類，利用傳統(tǒng)方法很難判斷發(fā)生故障的傳感器究竟是哪一個。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種實(shí)現(xiàn)了對于工業(yè)機(jī)器人傳感 器的故障診斷與類型識別的傳感器故障診斷裝置。

為了解決上述的問題本實(shí)用新型的采用的技術(shù)以及方法如下：

一種傳感器故障診斷裝置，用于工業(yè)機(jī)器人，包括電源模塊、傳感器模塊、邏輯控制模塊、14位A/D轉(zhuǎn)換器、ARM處理器、狀態(tài)顯示模塊和故障類型匹配模塊，所述電源模塊分別與傳感器模塊、邏輯控制模塊、14位A/D轉(zhuǎn)換器、ARM處理器和狀態(tài)顯示模塊連接，所述傳感器模塊、邏輯控制模塊、14位A/D轉(zhuǎn)換器、ARM處理器和狀態(tài)顯示模塊依次連接，所述故障類型匹配模塊分別與ARM處理器和狀態(tài)顯示模塊連接。

作為優(yōu)選，所述傳感器模塊安裝于工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)位置。

作為優(yōu)選，所述傳感器模塊包括有傳感器a和傳感器b。

作為優(yōu)選，所述傳感器b設(shè)有兩個。

作為優(yōu)選，所述邏輯控制模塊內(nèi)包括有一個以上的開關(guān)控制裝置。

作為優(yōu)選，所述ARM處理器為ARM10e型號ARM處理器。

隨著信息技術(shù)、傳感技術(shù)、控制技術(shù)、人工智能技術(shù)等的不斷發(fā)展與應(yīng)用，使得對于工業(yè)機(jī)器人傳感器系統(tǒng)的實(shí)時檢測、實(shí)時處理、實(shí)時控制成為可能；為此，本方案采用硬件冗余方法，設(shè)計(jì)了工業(yè)機(jī)器人傳感器故障診斷裝置，以實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人傳感器的故障診斷并及時確定故障類型。

本實(shí)用新型的有益效果為：能夠?qū)C(jī)器人關(guān)節(jié)部位進(jìn)行健康狀態(tài)監(jiān)控，實(shí)時顯示工業(yè)機(jī)器人的健康狀態(tài)，提高機(jī)器人的安全性能；可以在診斷出工業(yè)機(jī)器人上裝載的傳感器故障，并通過邏輯控制模塊定位故障傳感器的準(zhǔn)確位置；實(shí)現(xiàn)了對于故障傳感器的故障類型識別，能夠?qū)崟r顯示故障傳感器的類別信息并向監(jiān)控人員發(fā)出警告，大大降低了技術(shù)人員在報警后再去查找、分析傳感器故障原因的工作困難，對于減少人力物力的損耗，防止發(fā)生安全事故具有重要 的意義。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本實(shí)用新型的傳感器模塊與邏輯控制模塊的連接電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但它們并不是對本實(shí)用新型技術(shù)方案的限定，基于本實(shí)用新型教導(dǎo)所做出的任何變換，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

參閱圖1-2所示，一種傳感器故障診斷裝置，用于工業(yè)機(jī)器人，包括電源模塊、傳感器模塊、邏輯控制模塊、14位A/D轉(zhuǎn)換器、ARM處理器、狀態(tài)顯示模塊和故障類型匹配模塊，所述電源模塊分別與傳感器模塊、邏輯控制模塊、14位A/D轉(zhuǎn)換器、ARM處理器和狀態(tài)顯示模塊連接，所述傳感器模塊、邏輯控制模塊、14位A/D轉(zhuǎn)換器、ARM處理器和狀態(tài)顯示模塊依次連接，所述故障類型匹配模塊分別與ARM處理器和狀態(tài)顯示模塊連接，所述的故障類型匹配模塊中含有接入傳感器的各種故障類型參考信號，用于在故障診斷過程中與實(shí)時傳入的信號進(jìn)行比對匹配，及時獲得傳感器的故障類型，當(dāng)傳感器模塊未發(fā)生故障時，狀態(tài)顯示模塊將顯示工業(yè)機(jī)器人該關(guān)節(jié)處的健康狀態(tài)，當(dāng)判斷出傳感器模塊出現(xiàn)故障時，狀態(tài)顯示模塊將顯示故障傳感器位置，并立即向監(jiān)控技術(shù)人員發(fā)出警告。

所述傳感器模塊安裝于工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)位置，對關(guān)節(jié)部分進(jìn)行監(jiān)控。

所述傳感器模塊包括有傳感器a和傳感器b，傳感器a和傳感器b為不同類型傳感器。

所述傳感器b設(shè)有兩個，其中一個作為冗余備份，另一用于檢測工業(yè)機(jī)器 人關(guān)節(jié)健康狀態(tài)，在沒有邏輯控制模塊發(fā)出指令前，不連接到電路中。

所述邏輯控制模塊內(nèi)包括有一個以上的開關(guān)控制裝置，用于控制不同傳感器接入電路。

所述ARM處理器為ARM10e型號ARM處理器。

使用方法：

在運(yùn)動狀態(tài)工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)處，啟動邏輯控制模塊，閉合開關(guān)，使傳感器a和傳感器b接入電路；利用傳感器a和傳感器b測得工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)處的聲音及振動信號，啟動A/D轉(zhuǎn)換模塊將連續(xù)的信號轉(zhuǎn)換成便于處理的數(shù)字信號后，傳遞到與A/D轉(zhuǎn)換模塊相連的型號為ARM10e的ARM處理器中，進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算與分析處理，如果得到的健康狀態(tài)一致，那么將工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)的健康狀態(tài)監(jiān)測結(jié)果輸出到狀態(tài)顯示模塊上；如果在ARM處理器中，兩傳感器信號分析結(jié)果不同，則說明傳感器模塊中出現(xiàn)了傳感器故障；重新調(diào)用邏輯控制模塊，使開關(guān)11斷開，開關(guān)閉合，即將冗余的傳感器連入電路，再次通過A/D轉(zhuǎn)換模塊與ARM處理器進(jìn)行變換運(yùn)算，如果由兩傳感器b得到的健康狀態(tài)一致，則說明傳感器a發(fā)生故障；如果兩傳感器b得到的健康狀態(tài)不同，則說明其中一傳感器b發(fā)生故障；將發(fā)生故障的傳感器信號輸入到與型號為ARM10e的ARM處理器相連的故障類型匹配模塊中，與故障類型匹配模塊中的故障數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對匹配，得到該傳感器的故障類型信息；將故障類型信息輸入到與故障類型匹配模塊相連的狀態(tài)顯示模塊中，在狀態(tài)顯示模塊上顯示出發(fā)生故障的傳感器位置及其故障類型，并向遠(yuǎn)程監(jiān)控人員發(fā)出緊急警報，便于相關(guān)技術(shù)人員對傳感器系統(tǒng)中的故障傳感器實(shí)施及時的維修或替換方案。

本實(shí)用新型的有益效果為：能夠?qū)C(jī)器人關(guān)節(jié)部位進(jìn)行健康狀態(tài)監(jiān)控，實(shí)時顯示工業(yè)機(jī)器人的健康狀態(tài)，提高機(jī)器人的安全性能；可以在診斷出工業(yè)機(jī) 器人上裝載的傳感器故障，并通過邏輯控制模塊定位故障傳感器的準(zhǔn)確位置；實(shí)現(xiàn)了對于故障傳感器的故障類型識別，能夠?qū)崟r顯示故障傳感器的類別信息并向監(jiān)控人員發(fā)出警告，大大降低了技術(shù)人員在報警后再去查找、分析傳感器故障原因的工作困難，對于減少人力物力的損耗，防止發(fā)生安全事故具有重要的意義。

以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)，因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。