本發(fā)明屬于自動化控制應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種工業(yè)產(chǎn)線機器人應(yīng)用的現(xiàn)場報警裝置。

背景技術(shù)：

隨著工業(yè)機器人發(fā)展的深度和廣度以及機器人智能水平的提高，機器人正在各個行業(yè)逐步替代傳統(tǒng)的人力勞動。當(dāng)前對工業(yè)機器人的需求呈快速增加趨勢，為了適應(yīng)測控環(huán)境的可靠性、安全性和多樣性，將有線與無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)合是測控網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢。

報警控制模塊是機器人系統(tǒng)中的關(guān)鍵組件，主要通過接受機器人內(nèi)部及外部的報警信號，負(fù)責(zé)完成整個機器人系統(tǒng)的監(jiān)管和報警控制功能。在機器人運行使用過程中，往往會遇到各種問題，包括嚴(yán)重的電磁干擾、控制通信不暢、示教器死機、伺服驅(qū)動器報警等設(shè)計問題，從而導(dǎo)致機器人出現(xiàn)故障。傳統(tǒng)的工業(yè)機器人報警控制模塊采用的是示教器界面或安全控制LED燈顯示報警，且示教器界面不能顯示所有的外部報警信息，待機器人出現(xiàn)報警錯誤時，主要是通過打開控制柜查看相應(yīng)的LED燈判斷哪路報警信號的錯誤，其反應(yīng)遲緩，實時性較差且不靈活。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明公開了一種產(chǎn)線機器人現(xiàn)場報警裝置，該裝置基于無線震動手環(huán)、蜂鳴器、顯示屏三重報警，分別從觸覺、聲覺和視覺及時將報警故障反饋給操作工或技術(shù)工人，以保證用戶和機器人的安全。

技術(shù)方案：一種產(chǎn)線機器人現(xiàn)場報警裝置，包括安全控制模塊、無線終端模塊、顯示屏、蜂鳴器、無線震動手環(huán)；其中安全控制模塊接收機器人內(nèi)部及外圍設(shè)備的報警信號，對報警信號進(jìn)行分析處理后發(fā)送至無線終端模塊、顯示屏和蜂鳴器；無線終端模塊將分析處理后的報警信號通過無線信號發(fā)送至無線震動手環(huán)，通過震動手環(huán)震動、蜂鳴器發(fā)出報警提示音、顯示屏的顯示來通知用戶。

進(jìn)一步地，安全控制模塊包括報警邏輯運算模塊和報警提示模塊；其中報警邏輯運算模塊對接收到的報警信號進(jìn)行分析處理；報警提示模塊將報警邏輯運算模塊分析處理后的報警信號發(fā)送至無線終端模塊、顯示屏、蜂鳴器，并發(fā)送至機器人主控制器。

進(jìn)一步地，安全控制電路的程序包括前臺程序和后臺程序；其中前臺程序是一個實時中斷服務(wù)程序，承擔(dān)所有報警信號的實時處理功能；后臺程序負(fù)責(zé)整個機器人控制系統(tǒng)中報警信號軟、硬件資源的分配、管理及任務(wù)的調(diào)度。

進(jìn)一步地，無線終端模塊通過SPI總線與安全控制模塊連接，無線終端模塊包括處理器、電源電路、無線信號收發(fā)模塊、SPI電路。

進(jìn)一步地，無線終端模塊的程序包括無線通信子程序和SPI主機數(shù)據(jù)通信子程序；其中無線通信子程序采用網(wǎng)絡(luò)socket編程；SPI主機數(shù)據(jù)通信子程序負(fù)責(zé)接收安全控制模塊發(fā)送的報警信號。

進(jìn)一步地，無線終端與無線震動手環(huán)通過WIFI無線信號通信。

進(jìn)一步地，無線震動手環(huán)采用Apple Watch技術(shù)，將具體的報警信息顯示在射頻震動手環(huán)的顯示屏上。

進(jìn)一步地，所述產(chǎn)線機器人現(xiàn)場報警裝置還包括報警燈，報警燈與安全控制模塊連接，安全控制模塊將分析處理后的報警信號發(fā)送至報警燈來控制報警燈的亮滅。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開的產(chǎn)線機器人現(xiàn)場報警裝置的優(yōu)點在于：1、采用基于無線通信技術(shù)的震動手環(huán)的形式來通知用戶，減少布線環(huán)節(jié)，并實現(xiàn)遠(yuǎn)距離報警信號的告知功能；2、通過無線震動手環(huán)、蜂鳴器、顯示屏三重報警，分別從觸覺、聲覺和視覺及時將報警故障反饋給操作工或技術(shù)工人，以保證用戶和機器人的安全；3、詳細(xì)的報警信息可以顯示在顯示屏和震動手環(huán)上；4、本發(fā)明公開的報警裝置具有良好的人機交互性，具有通信速率高、操作簡便、抗干擾能力強的特點。

附圖說明

圖1是實施例中產(chǎn)線機器人現(xiàn)場報警裝置及與機器人連接的示意圖；

圖2是產(chǎn)線機器人現(xiàn)場報警裝置的傳輸線路示意圖；

圖3是WiFi無線終端模塊硬件結(jié)構(gòu)框圖；

圖4是WiFi無線終端模塊軟件流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。

如圖1所示，是本實施例中產(chǎn)線機器人現(xiàn)場報警裝置的結(jié)構(gòu)圖，包括安全控制模塊、無線終端模塊、液晶顯示屏、蜂鳴器、三色燈塔、無線震動手環(huán)；其中安全控制模塊接收機器人內(nèi)部及外圍設(shè)備發(fā)送的報警信號，對報警信號進(jìn)行分析處理后發(fā)送至無線終端模塊、液晶顯示屏和蜂鳴器、三色燈塔；無線終端模塊將分析處理后的報警信號通過無線信號發(fā)送至無線震動手環(huán)，通過震動手環(huán)震動、蜂鳴器發(fā)出報警提示音、三色燈塔亮滅來通知用戶；報警信息通過顯示屏進(jìn)行顯示。

本實施例中，安全控制模塊、蜂鳴器、三色燈塔和液晶顯示屏均安裝在機器人控制柜上，控制柜與機器人本體之間通過線纜連接，控制柜與無線終端模塊通過SPI總線連接，無線終端模塊與無線震動手環(huán)通過wifi無線信號連接。如圖2所示，通過對各設(shè)備的物理地址進(jìn)行設(shè)置，可通過一臺WiFi無線終端同時連接多個機器人控制柜，采集多臺機器人的報警信息，并通過一塊無線震動手環(huán)就可反映多臺機器人的報警狀況，且可通過震動手環(huán)向機器人發(fā)送指令，無線終端模塊將該指令反饋給機器人主控制器使機器人進(jìn)行相應(yīng)操作或進(jìn)入相應(yīng)模式。

安全控制模塊包括報警邏輯運算模塊和報警提示模塊；其中報警邏輯運算模塊對接收到的報警信號進(jìn)行分析處理，包括信號預(yù)處理、報警級別分類、預(yù)判等邏輯運算。報警提示模塊將報警邏輯運算模塊分析處理后的報警信號發(fā)送至無線終端模塊、液晶顯示屏、蜂鳴器、三色燈塔，同時發(fā)送至機器人主控制器。

安全控制電路的程序包括前臺程序和后臺程序；其中前臺程序是一個實時中斷服務(wù)程序，承擔(dān)所有報警信號的實時處理功能；后臺程序負(fù)責(zé)整個機器人控制系統(tǒng)中報警信號軟、硬件資源的分配、管理及任務(wù)的調(diào)度。

算法處理后的報警信號一方面發(fā)送至液晶顯示屏、三色燈塔和WiFi無線傳輸模塊；另一方面?zhèn)魉椭翙C器人主控制器，經(jīng)主控制器相應(yīng)算法處理后通過伺服模塊，給出機器人動作調(diào)整的指令。其具體是基于VHDL編程來實現(xiàn)。

本實施例中，安全控制電路基于VHDL編程，并以XC3S400AN為主芯片。

無線終端模塊通過SPI總線與安全控制模塊連接，無線終端模塊包括處理器、電源電路、無線信號收發(fā)模塊、SPI電路。本實施例中WiFi無線終端模塊采用Xilinx公司的MCIMX6Q7CVT處理器。該處理器外擴(kuò)了FLASH存儲器和SDRAM存儲器，前者存放程序運行的代碼，后者儲存現(xiàn)場采集到的數(shù)據(jù)。WiFi無線模塊采用的是G-SKY無線發(fā)射模塊，且其發(fā)射芯片采用的是REALTEK公司的RTL8187芯片。其硬件框圖見圖3所示。

無線終端模塊的程序包括無線通信子程序和SPI主機數(shù)據(jù)通信子程序；其中無線通信子程序采用網(wǎng)絡(luò)socket編程；SPI主機數(shù)據(jù)通信子程序負(fù)責(zé)接收安全控制模塊發(fā)送的報警信號，其流程圖如圖4所示

無線終端與無線震動手環(huán)通過WIFI無線信號通信，其具有傳輸速度快、可靠性高、無需鋪設(shè)電纜，解決了工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境中不能布線或很難布線時數(shù)據(jù)采集的問題。本實施例中無線震動手環(huán)采用Apple Watch技術(shù)，將具體的報警信息顯示在射頻震動手環(huán)的顯示屏上，并可以通過手環(huán)向機器人發(fā)送指令，無線終端模塊將該指令反饋給機器人主控制器使機器人進(jìn)行相應(yīng)操作或進(jìn)入相應(yīng)模式，由此該裝置具有良好的人機交互性。