[发明专利]一种轮式机器人打滑卡阻检测系统及方法

说明书

本发明涉及轮式机器人技术领域，具体公开了一种轮式机器人打滑卡阻检测系统及方法。该检测方法包括1、利用轮式机器人前后轮的测距传感器，获得一定时间间隔内的前后轮运动距离差；2、根据轮式机器人前轮和后轮运动距离差，判断其是否发生打滑或卡阻；3、获取轮式机器人发生打滑或卡阻时刻的电机电流数据，并判断发生打滑或卡阻的类型；4、将检测结果通过显示单元进行输出显示。本发明所述的一种轮式机器人打滑卡阻检测系统及方法，能够根据前轮和后轮运动距离差实现打滑和卡阻的检测，并能够进一步区分发生卡阻还是打滑；此外，该系统对硬件要求简单，仅需2个测距传感器，对传感器种类无要求，系统简单，检测结果可靠。

技术领域

本发明属于轮式机器人技术领域，具体涉及一种轮式机器人打滑卡阻检测系统及方法。

背景技术

工业机器人普遍采用四轮轮式结构，轮式机器人在接触面匀速行进过程中，如果电机输出转矩大于接触面所能提供的最大附着力转矩，则出现打滑；如果接触面存在影响车轮转动的障碍物，则出现卡阻。打滑和卡阻情况下机器人本体将变速前进，甚至出现停止。

目前的轮式机器人打滑检测方案有三种，第一种是在行走轮上安装两种以上测量传感器，如码盘、激光、红外，基于两种传感器数据计算不同时刻的位姿作出判断，此方法需要2种至少4个传感器，成本较高，任意传感器故障将导致系统失效；第二种是在机器人本体上安装加速度传感器，利用加速度积分得到速度数据实现检测，由于加速度数据存在误差和噪声，导致检测准确率不高；第三种是基于北斗或GPS速度数据实现检测，但是存在局限性，对于室内等环境信号不佳无法使用，而且速度数据精度差导致漏判。更重的是这三种方案无法分辨打滑和卡阻，无法向维修人员提供故障信息。因此，有必要采纳一种更可靠、更简单的方法检测机器人是否发生打滑、卡阻。

核电站反应堆压力容器密封面清洗机器人采用四轮轮式结构，具备对密封面进行打磨、抛光和吸尘的功能，要求在正常运行过程中保持匀速运动，一旦检测到打滑或卡阻，必须立即停止打磨、抛光，避免造成打磨量超限。因此，需要一种既可靠又简便方法检测打滑、卡阻。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轮式机器人打滑卡阻检测系统及方法，能够可靠、方便地判断机器人本体是否发生打滑、卡阻，并能够区别打滑和卡阻的类别。

本发明的技术方案如下：一种轮式机器人打滑卡阻检测系统，该系统包括第一测距传感器、第二测距传感器、控制中心模块以及显示单元，其中，所述的第一测距传感器和第二测距传感器分别安装在轮式机器人同侧的前后轮上；所述的第一传感器、第二传感器分别与控制中心模块连接，利用控制中心模块获取轮式机器人前轮和后轮的距离差；电机电流采集单元与控制中心模块相连接，并将实时电机电流数据传输至控制中心，并利用控制中心在前后轮距离差确定打滑卡阻发生的基础上，利用采集的实时电机电流确定发生打滑或卡阻的类型，并利用显示单元显示检测结果。

所述的控制中心模块包括运算单元和存储单元，所述的第一测距传感器和第二测距传感器与运算单元相连接，并利用运算单元将所述的第一测距传感器和第二测距传感器之间采集前后轮的数据转换为前后轮的距离差；电机电流采集单元为驱动器或变频器或电流测量传感器，其可直接读取电机电流信号，并传输至与其相连的运算单元；存储单元与上述各个模块相连接，存储采集数据及运算数据。

所述的第一测距传感器和第二测距传感器为码盘式光电传感器，或者为旋变压器；所述的控制中心模块为PLC，或工控机，或单片机；所述的显示单元为显示屏或指示灯。

一种轮式机器人打滑卡阻检测方法，该方法具体包括如下步骤：

步骤1、利用轮式机器人前后轮的测距传感器，获得一定时间间隔内的前后轮运动距离差；

步骤2、根据轮式机器人前轮和后轮运动距离差，判断其是否发生打滑或卡阻；

步骤3、获取轮式机器人发生打滑或卡阻时刻的电机电流数据，并判断发生打滑或卡阻的类型；