一種帶有記憶合金吊纜的機器人,控制方法及裝置與流程

本發明涉及微型機器人領域，特別涉及一種帶有記憶合金吊纜的機器人,控制方法及裝置。

背景技術：

記憶合金即擁有記憶功能的合金，它分為單程記憶合金、雙程記憶合金和全程記憶合金。形狀記憶合金具有形狀記憶效應，以記憶合金制成的彈簧為例，把這種彈簧放在熱水中，彈簧的長度立即伸長，再放到冷水中，它會立即恢復原狀。另外，形狀記憶合金由于其特有的優異的性能，因而廣泛應用于電力系統中。

電力系統中，在GIS設備檢修和維護的過程中時有電器元件掉落的現象發生。在實際生產中通過吊纜來抓取掉落的電器元件，吊纜包括機架和設置于機架外部且與機架鉸接的齒輪組，所述齒輪組包括左齒輪和右齒輪，所述左齒輪和右齒輪活動連接，且左齒輪和右齒輪關于機架縱向中心軸對稱，所述齒輪組的下部與抓手連接，且所述齒輪組中的任一齒輪的上部與液壓缸活動連接。通過液壓缸的活塞運動來驅動抓手加緊電學元件。

普通吊纜的驅動方式，采用液壓驅動方式。液壓驅動方式的吊纜在在抓取電器元件的過程中，常伴有油滲漏的現象，滲漏的油會污染電器元件。

技術實現要素：

本發明的發明目的在于提供一種帶有記憶合金吊纜的機器人,控制方法及裝置，以解決現有吊纜在抓取電器元件的過程中，常伴有油滲漏的現象，滲漏的油會污染電器元件的問題。

根據本發明的實施例，提供了一種帶有記憶合金吊纜的機器人，包括：機械臂，控制平臺，輪子和吊纜裝置；

其中所述吊纜裝置包括：控制器，位移傳感器和至少2個記憶合金抓手；所述控制平臺的底部的四個頂角分別設置有所述輪子；所述控制平臺的頂端與所述機械臂的一端相連接；所述機械臂的另一端與所述控制器的一端相連接；所述控制器與所述控制平臺電連接；每條所述記憶合金抓手呈圓弧狀；每條所述記憶合金抓手的一端均與所述控制器的另一端相連接，形成所述固定端；所述記憶合金抓手的自由端形成抓取端；所述抓取端的截面大于所述固定端的截面；所述控制器設置有加熱裝置，所述加熱裝置與所述記憶合金抓手的一端相連接；所述位移傳感器固定在所述記憶合金抓手另一端。

進一步，每條所述記憶合金抓手呈圓弧型，所述記憶合金抓手的長度為50cm。

進一步，所述控制器的橫截面為圓形，所述記憶合金抓手圓周均布所述控制器的另一端。

進一步，所述記憶合金抓手的一端與所述控制器的另一端可拆卸式連接。

進一步，所述記憶合金抓手的個數為6個。

進一步，所述輪子為萬向輪。

本發明第二方面示出一種帶有記憶合金吊纜的機器人控制方法，所述方法包括：

獲取啟動信號；

根據所述啟動信號，驅動機械臂運動，所述機械臂帶動記憶合金抓手運動；

實時獲取所記憶合金抓手與目標物之間的距離；

判斷所述記憶合金抓手與目標物之間的距離是否小于或等于預置距離；

若記憶合金抓手與目標物之間的距離小于等于預置距離，則控制機械臂停止運動；

當所述控制機械臂停止運動時，發送加熱信號。

本發明第三方面示出一種帶有記憶合金吊纜的機器人控制裝置，所述裝置包括：

第一獲取模塊，所述第一獲取模塊用于獲取啟動信號；

驅動模塊，所述驅動模塊用于驅動機械臂運動，所述機械臂帶動記憶合金抓手運動；

第二獲取模塊，第二獲取模塊用于實時獲取所記憶合金抓手與目標物之間的距離；

判斷模塊，所述判斷模塊用于判斷所述記憶合金抓手與目標物之間的距離是否小于或等于預置距離；

第一控制模塊，所述第一控制模塊用于控制機械臂停止運動；

發送模塊，所述發送模塊用于加熱信號。

由以上技術方案可知，本發明實施例示出一種帶有記憶合金吊纜的機器人,控制方法及裝置。所述機器人包括：機械臂，控制平臺，輪子和吊纜裝置；其中所述吊纜裝置包括：控制器，位移傳感器和至少2個記憶合金抓手；所述控制平臺的底部的四個頂角分別設置有所述輪子；所述控制平臺的頂端與所述機械臂的一端相連接；所述機械臂的另一端與所述控制器的一端相連接；所述控制器與所述控制平臺電連接；每條所述記憶合金抓手呈圓弧狀；每條所述記憶合金抓手的一端均與所述控制器的另一端相連接，形成所述固定端；所述記憶合金抓手的自由端形成抓取端；所述抓取端的截面大于所述固定端的截面；所述控制器設置有加熱裝置，所述加熱裝置與所述記憶合金抓手的一端相連接；所述位移傳感器固定在所述記憶合金抓手另一端。本發明實施例示出的機器人，當位移傳感器檢測到記憶合金抓手與目標設備之間的距離達到預置距離時，機器人的控制平臺控制機械臂停止運動，控制平臺控制控制器中的電加熱裝置對記憶合金抓手進行加熱，從而使記憶合金抓手變形伸直，相鄰兩段記憶合金抓手之間的距離縮小，從而實現對物體的抓緊、套固等動作。本發明結構簡單，操作方便，通過記憶合金的記憶功能實現物體的抓緊套牢等動作，未采用液壓驅動裝置，因此不會出現漏油污染電器元件的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為根據一優選實施例示出的一種帶有記憶合金吊纜的機器人；

圖2為根據一優選實施例示出的一種帶有記憶合金吊纜的機器人的控制方法流程圖；

圖3為根據一優選實施例示出的一種帶有記憶合金吊纜的機器人的控制裝置結構圖。

圖例說明：

1-控制平臺；11-輪子；2-機械臂；3-吊纜裝置；31-控制器；311-加熱裝置；32-記憶合金抓手；33-位移傳感器；201-第一獲取模塊；202-驅動模塊；203-第二獲取模塊；204-判斷模塊；205-第一控制模塊；206-發送模塊。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

本發明實施例示出一種帶有記憶合金吊纜的機器人，如圖1所示，所述機器人包括：機械臂2，控制平臺1，輪子11和吊纜裝置3；其中所述吊纜裝置3包括：控制器31，位移傳感器33和至少2個記憶合金抓手32；所述控制平臺1的底部的四個頂角分別設置有所述輪子11；所述控制平臺1的頂端與所述機械臂2的一端相連接；所述機械臂2的另一端與所述控制器31的一端相連接；所述控制器31與所述控制平臺1電連接；每條所述記憶合金抓手32呈圓弧狀；每條所述記憶合金抓手32的一端均與所述控制器31的另一端相連接，形成固定端；所述記憶合金抓手32的自由端形成抓取端；所述抓取端的截面大于所述固定端的截面；所述控制器31設置有加熱裝置311，所述加熱裝置311與所述記憶合金抓手32的一端相連接；所述位移傳感器33固定在所述記憶合金抓手32另一端。

具體的，所述控制平臺1的底部的四個頂角分別設置有所述輪子11；所述機器人可以在GIS設備中靈活的移動；所述控制平臺1的頂端與所述機械臂2的一端相連接；所述機械臂2為多關節機械臂2，其中所述機械臂2包括至少一個子臂，所述子臂之間通過旋轉軸相連接，進而保證所述機械臂2可在大范圍內移動；所述機械臂2的另一端與所述控制器31的一端相連接；所述機械臂2用于支撐所述吊纜裝置3；所述機械臂2可以在GIS設備中大范圍運動進而帶動所述吊纜裝置3運動；所述控制器31與所述控制平臺1電連接；所述調控制器31設置有加熱裝置311，所述加熱裝置311與所述記憶合金抓手32的一端相連接，所述記憶合金抓手32的另一端與所述位移傳感器33相連接；當位移傳感器33檢測到記憶合金抓手32與目標設備之間的距離達到預置距離時，機器人的控制平臺1控制機械臂2停止運動，控制平臺1控制控制器31中的電加熱裝置311對記憶合金抓手32進行加熱，從而使記憶合金抓手32變形伸直，相鄰兩段記憶合金抓手32之間的距離縮小，從而實現對物體的抓緊、套固等動作。本發明結構簡單，操作方便，通過記憶合金的記憶功能實現物體的抓緊套牢等動作，未采用液壓驅動裝置，因此不會出現漏油污染電器元件的問題。

每條所述記憶合金抓手32的一端均與所述控制器31的另一端相連接，形成固定端；所述記憶合金抓手32的自由端形成抓取端；所述抓取端的截面大于所述固定端的截面。由于抓取端的截面大于所述固定端的截面，被抓取的物質可以成功的被套入吊纜裝置3中，當對記憶合金抓手32進行加熱時，從而使記憶合金抓手32變形伸直，記憶合金抓手32所形成的間隙與固定端的截面等大，相鄰兩段記憶合金抓手32之間的距離縮小，從而實現對物體的抓緊、套固等動作。

需要說明的是，形狀記憶合金另一種重要性質是偽彈性(pseudoelasticity，又稱超彈性，superelasticity)，是一種有記憶力的智能金屬做成的，它的微觀結構有兩種相對穩定的狀態，在高溫下這種合金可以被變成任何你想要的形狀，在較低的溫度下合金可以被拉伸，但若對它重新加熱，它會記起它原來的形狀，而變回去。

進一步，每條所述記憶合金抓手32呈圓弧型，所述記憶合金抓手32的長度為50cm。

進一步，所述控制器31的橫截面為圓形，所述記憶合金抓手32圓周均布所述控制器31的另一端。

具體的，在記憶合金抓手32變形伸直時，所述記憶合金抓手32均布與所述目標設備的周圍，同時向所述目標設備施加作用力，所述目標設備受力均勻，進而保證所述目標設備不會發生側滑或掉落的現象。

進一步，所述記憶合金抓手32的一端與所述控制器31的另一端可拆卸式連接。

具體的，需要說明的是，每種記憶合計抓手的弧度不同，在目標設備抓緊，套牢過程中可根據目標設備的尺寸選擇與目標設備尺寸線相匹配記憶合金抓手32。因本發明實施例將所述記憶合金抓手32的一端與所述控制器31的另一端可拆卸式連接，方便所述記憶合金抓手32的更換。

進一步，所述記憶合金抓手32的個數為6個。

具體的，在記憶合金抓手32變形伸直是，6個所述記憶合金抓手32同時向所述目標設備施加作用力，所述目標設備受力均勻，進而保證所述目標設備不會發生側滑或掉落的現象。

進一步，所述輪子11為萬向輪。

具體的，所述萬向輪幫助機器人360度旋轉，幫助機器人在GIS設備中靈活的運動。

本發明第二方面示出一種帶有記憶合金吊纜的機器人控制方法，如圖2所示，所述方法包括：

S101獲取啟動信號；

S102根據所述啟動信號，驅動機械臂運動，所述機械臂帶動記憶合金抓手運動；

S103實時獲取所記憶合金抓手與目標物之間的距離；

S104判斷所述記憶合金抓手與目標物之間的距離是否小于或等于預置距離；

若記憶合金抓手與目標物之間的距離小于等于預置距離，則執行S105控制機械臂停止運動；

當所述控制機械臂停止運動時，執行S106發送加熱信號。

具體的，所述控制平臺1獲取啟動信號，所述機械臂2帶動吊纜裝置3運動，此時，位移傳感器33實時的檢測到記憶合金抓手32與目標設備之間的距離，并將所述距離上傳至控制平臺1，控制平臺1獲取所述記憶合金抓手32與目標物之間的距離；并判斷所述記憶合金抓手32與目標物之間的距離是否小于或等于預置距離；當位移傳感器33檢測到記憶合金抓手32與目標設備之間的距離達到預置距離時，即所述目標設備已經被套入所述吊纜裝置3中時，控制平臺1控制機械臂2停止運動，當所述控制機械臂2停止運動時，控制平臺1發送加熱信號至控制器31的加熱裝置311，所述控制器31中的電加熱裝置311對記憶合金抓手32進行加熱，從而使記憶合金抓手32變形伸直，相鄰兩段記憶合金抓手32之間的距離縮小，從而實現對物體的抓緊、套固等動作。本發明結構簡單，操作方便，通過記憶合金的記憶功能實現物體的抓緊套牢等動作，未采用液壓驅動裝置，因此不會出現漏油污染電器元件的問題。

本發明第三方面示出一種帶有記憶合金吊纜的機器人控制裝置，所述裝置包括：

第一獲取模塊201，所述第一獲取模塊201用于獲取啟動信號；

驅動模塊202，所述驅動模塊202用于驅動機械臂2運動，所述機械臂2帶動記憶合金抓手32運動；

第二獲取模塊203，第二獲取模塊203用于實時獲取所記憶合金抓手32與目標物之間的距離；

判斷模塊204，所述判斷模塊204用于判斷所述記憶合金抓手32與目標物之間的距離是否小于或等于預置距離；

第一控制模塊205，所述第一控制模塊205用于控制機械臂2停止運動；

發送模塊206，所述發送模塊206用于加熱信號。

具體的，第一獲取模塊201獲取啟動信號，驅動模塊202驅動機械臂2運動，所述機械臂2帶動吊纜裝置3運動；此時，位移傳感器33實時的檢測到記憶合計抓手與目標設備之間的距離，并將所述距離上第二獲取模塊203，第二獲取模塊203用于獲取所記憶合金抓手32與目標物之間的距離；判斷模塊204判斷所述記憶合金抓手32與目標物之間的距離是否小于或等于預置距離；當位移傳感器33檢測到記憶合金抓手32與目標設備之間的距離達到預置距離時，即所述目標設備已經被套入所述吊纜裝置3中時，第一控制模塊205控制機械臂2停止運動；當所述控制機械臂2停止運動時，發送模塊206發送加熱信號至控制器31的加熱裝置311，所述控制器31中的電加熱裝置311對記憶合金抓手32進行加熱，，從而使記憶合金抓手32變形伸直，相鄰兩段記憶合金抓手32之間的距離縮小，從而實現對物體的抓緊、套固等動作。本發明結構簡單，操作方便，通過記憶合金的記憶功能實現物體的抓緊套牢等動作，未采用液壓驅動裝置，因此不會出現漏油污染電器元件的問題。

由以上技術方案可知，本發明實施例示出一種帶有記憶合金吊纜的機器人,控制方法及裝置。所述機器人包括：機械臂2，控制平臺1，輪子11和吊纜裝置3；其中所述吊纜裝置3包括：控制器31，位移傳感器33和至少2個記憶合金抓手32；所述控制平臺1的底部的四個頂角分別設置有所述輪子11；所述控制平臺1的頂端與所述機械臂2的一端相連接；所述機械臂2的另一端與所述控制器31的一端相連接；所述控制器31與所述控制平臺1電連接；每條所述記憶合金抓手32呈圓弧狀；每條所述記憶合金抓手32的一端均與所述控制器31的另一端相連接，形成所述固定端；所述記憶合金抓手32的自由端形成抓取端；所述抓取端的截面大于所述固定端的截面；所述控制器31設置有加熱裝置311，所述加熱裝置311與所述記憶合金抓手32的一端相連接；所述位移傳感器33固定在所述記憶合金抓手32另一端。本發明實施例示出的機器人，當位移傳感器33檢測到記憶合金抓手32與目標設備之間的距離達到預置距離時，機器人的控制平臺1控制機械臂2停止運動，控制平臺1控制控制器31中的電加熱裝置311對記憶合金抓手32進行加熱，從而使記憶合金抓手32變形伸直，相鄰兩段記憶合金抓手32之間的距離縮小，從而實現對物體的抓緊、套固等動作。本發明結構簡單，操作方便，通過記憶合金的記憶功能實現物體的抓緊套牢等動作，未采用液壓驅動裝置，因此不會出現漏油污染電器元件的問題。

本領域技術人員在考慮說明書及實踐這里公開的發明后，將容易想到本發明的其它實施方案。本申請旨在涵蓋本發明的任何變型、用途或者適應性變化，這些變型、用途或者適應性變化遵循本發明的一般性原理并包括本發明未公開的本技術領域中的公知常識或慣用技術手段。說明書和實施例僅被視為示例性的，本發明的真正范圍和精神由下面的權利要求指出。

應當理解的是，本發明并不局限于上面已經描述并在附圖中示出的精確結構，并且可以在不脫離其范圍進行各種修改和改變。本發明的范圍僅由所附的權利要求來限制。