一种基于LabVIEW的机器人实时监测及寿命评估系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于LabVIEW的机器人实时监测及寿命评估系统，包括：机器人本体，设有红外传感器、超声波传感器、温度传感器、压力传感器、加速度传感器及控制传感器模块，监测机器人的情况；数据采集卡，接收各个传感器的检测信号；上位机，安装有LabVIEW，接收数据采集卡的数据进行故障及寿命分析；显示界面、下位机，所述显示界面显示故障数据及寿命评估数据，所述下位机安装有报警装置。利用安装了LabVIEW的上位机对机器人的自身情况和外界情况进行实时监测，当机器人出现故障时可以及时提醒查看并及时解决问题；同时根据传感器传回的数据对机器人身体的各个部分进行寿命评估，及时发现并更换老化或出现故障的元器件。及时发现并更换老化或出现故障的元器件。及时发现并更换老化或出现故障的元器件。

【技术实现步骤摘要】
一种基于LabVIEW的机器人实时监测及寿命评估系统


[0001]本技术涉及机器人自动控制领域，尤其是涉及一种基于LabVIEW的机器人实时监测及寿命评估系统。

技术介绍

[0002]机器人是一种能够自主工作的智能机器，具有感知、执行、决策等基本特征，可以辅助甚至代替人们去完成危险、繁重、复杂的工作。随着科技的不断进步和发展，机器人在工业、医学、服务业甚至军事等领域中均被广泛使用，机器人的出现大大提高了人们的工作效率与质量，扩大了人们的活动及能力范围，更好的服务了人们的生活。
[0003]目前，机器人在工业领域从事的大多数都是比较危险、繁重的工作，这对机器人的安全性要求比较高。近年来，因机器人出现故障导致人受伤甚至死亡的案例时有发生，安全性目前已成为人们对于机器人关注的重点之一。为了保证机器人正常、安全的工作，减少人员受伤的概率，减少不必要的损失，因此，就必须要对机器人的状态进行实时的监测，及时发现问题并及时处理，增加使用机器人的安全性，同时对机器人的剩余寿命进行评估，防止机器人因超出使用年限继续使用而发生问题。

技术实现思路

[0004]技术目的：为了克服
技术介绍
的不足，本技术公开了一种基于LabVIEW的机器人实时监测及寿命评估系统，通过传感器以及数据采集卡对于机器人自身的状态进行实时的检测，保障机器人正常工作，降低当机器人出现故障时处理不及时的可能性；同时利用LabVIEW设计的寿命评估系统对机器人身体的各个部位的元器件的使用寿命进行监测，当使用时间过长或超出使用寿命时会提醒工作人员及时更换零件。
[0005]技术方案：本技术公开的基于LabVIEW的机器人实时监测及寿命评估系统，包括：
[0006]机器人本体，所述机器人本体上设有红外传感器、超声波传感器、温度传感器、压力传感器、加速度传感器及控制传感器模块，监测机器人的情况，将外界感知的各种信号转换为电信号；
[0007]数据采集卡，接收各个传感器的检测信号；
[0008]上位机，安装有LabVIEW，接收数据采集卡的数据进行故障及寿命分析；
[0009]显示界面、下位机，所述显示界面显示故障数据及寿命评估数据，所述下位机安装有报警装置。
[0010]其中，所述红外传感器在机器人本体的脚部设置，用于感知周围环境中是否存在物体；所述超声波传感器用于探测物体、测距来判断机器人离物体的距离；所述温度传感器用于探测机器人所处环境的温度；所述压力传感器用于获取机器人足端的压力信息，并反馈信息，调整步态；所述加速度传感器用于判断机器人的运动状态，计算各关节输出侧的加速度。
[0011]进一步的，所述数据采集卡采用PCI
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6224数据采集卡，其输出端插入安装了LabVIEW的上位机的PCI接口中，红外传感器、超声波传感器、温度传感器、压力传感器及加速度传感器的输出端均通过数据线与PCI
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6224数据采集卡相连。
[0012]进一步的，所述下位机采用STM32F103单片机，所述报警装置包括蜂鸣器和LED灯。
[0013]有益效果：与现有技术相比，本技术的优点为：本系统利用安装了LabVIEW的上位机对机器人的自身情况和外界情况进行实时监测，当机器人出现故障时可以及时提醒查看并及时解决问题，减少机器人的不必要的损耗，确保其安全性；同时根据传感器传回的数据对机器人身体的各个部分进行寿命评估，及时发现并更换老化或出现故障的元器件，确保机器人能够正常工作。
附图说明
[0014]图1为本技术机器人结构图；
[0015]图2为本技术俯视剖面图；
[0016]图3为本技术足部图；
[0017]图4为本技术系统流程图。
具体实施方式
[0018]下面结合附图和实施例对本技术的技术方案作进一步的说明。
[0019]如图1、图2及图3所示，一种基于LabVIEW的机器人实时监测及寿命评估系统，包括：
[0020]机器人本体1，所述机器人本体1上设有红外传感器2、超声波传感器3、温度传感器4、压力传感器5、加速度传感器6及控制传感器模块7，监测机器人的情况，将外界感知的各种信号转换为电信号；
[0021]数据采集卡，接收各个传感器的检测信号；
[0022]上位机，安装有LabVIEW，接收数据采集卡的数据进行故障及寿命分析；
[0023]显示界面、下位机，所述显示界面显示故障数据及寿命评估数据，所述下位机安装有报警装置。
[0024]所述红外传感器2在机器人本体1的脚步设置，用于感知周围环境中是否存在物体；所述超声波传感器3用于探测物体、测距来判断机器人离物体的距离；所述温度传感器4用于探测机器人所处环境的温度；所述压力传感器5用于获取机器人足端的压力信息，并反馈信息，调整步态；所述加速度传感器6用于判断机器人的运动状态，计算各关节输出侧的加速度。
[0025]所述数据采集卡采用PCI
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6224数据采集卡，是一款多功能M系列数据采集(DAQ)板卡，其输出端插入安装了LabVIEW的上位机的PCI接口中，红外传感器、超声波传感器、温度传感器、压力传感器及加速度传感器的输出端均通过数据线与PCI
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6224数据采集卡相连。所述下位机采用STM32F103单片机，用于接收安装了LabVIEW的上位机的信号指令，当机器人无法正常工作时，会产生一个错误信号，这时下位机就会启动蜂鸣器和LED灯组成的报警装置，提醒工作人员注意。
[0026]如图4所示，开始工作后，数据采集卡开始采集红外信号、超声波信号、温度信号、
压力信号、加速度信号，安装了LabVIEW的上位机开始监测机器人由数据采集卡传回的各个参数，机器人工作正常就继续接收数据，当出现故障时，停止接收数据，同时启动下位机的报警装置，引起工作人员注意，并去检查故障，待故障解除后继续工作。同时工作人员可实时查看机器人各个部位零件的使用寿命(使用时长)及剩余寿命(剩余使用时长)，提醒工作人员要及时更换老化零件，确保机器人正常工作。
[0027]判断机器人正常工作的标准是指在安装了LabVIEW的上位机上先设定好各个参数的阈值，然后与数据采集卡传回的数据进行比较，当超过阈值时，则认为机器人出现故障，否则为正常。当有一个传感器传回的数据超过设定的阈值时都认为是出现故障。
[0028]本技术可以通过数据采集卡和利用LabVIEW设计的界面实时以表格和波形图的形式显示数据的变化情况，同时利用寿命评估功能对机器人的使用寿命进行实时更新，帮助人们监测机器人状态，保障机器人正常工作运行，避免发生故障。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于LabVIEW的机器人实时监测及寿命评估系统，其特征在于，包括：机器人本体(1)，所述机器人本体(1)上设有红外传感器(2)、超声波传感器(3)、温度传感器(4)、压力传感器(5)、加速度传感器(6)及控制传感器模块(7)，监测机器人的情况，将外界感知的各种信号转换为电信号；数据采集卡，接收各个传感器的检测信号；上位机，安装有LabVIEW，接收数据采集卡的数据进行故障及寿命分析；显示界面、下位机，所述显示界面显示故障数据及寿命评估数据，所述下位机安装有报警装置。2.根据权利要求1所述的基于LabVIEW的机器人实时监测及寿命评估系统，其特征在于：所述红外传感器(2)在机器人本体(1)的脚部设置，用于感知周围环境中是否存在物体；所述超声波传感器(3)用于探测物体、测距来判断机器人离物体的距离；所述温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷利平，韩雅微，丁明明，朱扬宇，刘建国，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：新型
国别省市：