智能墙面打磨机器人 |
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| 申请号 | CN201610858256.5 | 申请日 | 2016-09-28 | 公开(公告)号 | CN106271941A | 公开(公告)日 | 2017-01-04 |
| 申请人 | 朱德进; | 发明人 | 朱德进; | ||||
| 摘要 | 一种智能墙面打磨 机器人 ，包括打磨 抛光 头，打磨抛光头设有启停 开关 ，墙面打磨机器人还包括机壳、用于将机器人 吸附 在墙面上的吸附组件和用于实现机器人沿着 墙壁 行走的行走组件，所述吸附组件安装在机壳底部，所述机壳底部侧边安装行走组件，所述机壳底部安装所述打磨抛光头；机壳内安装智能打磨抛光 控制器 ，所述智能打磨抛光控制器包括：用于根据待打磨抛光墙面的尺寸，设定参考 坐标系 并根据标定行程控制轨迹的标定模 块 ；用于按照行程控制轨迹控制打磨抛光头作业的智能操作控 制模 块。本 发明 提供了一种机器人操作、避免对装修工人造成身体伤害、提高工作效率、提升抛光效果的智能墙面打磨机器人。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种智能墙面打磨机器人，包括打磨抛光头，所述打磨抛光头设有启停开关，其特征在于：所述墙面打磨机器人还包括机壳、用于将机器人吸附在墙面上的吸附组件和用于实现机器人沿着墙壁行走的行走组件，所述吸附组件安装在机壳底部，所述机壳底部侧边安装行走组件，所述机壳底部安装所述打磨抛光头； |
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| 说明书全文 | 智能墙面打磨机器人技术领域背景技术[0002] 在房屋装修过程中，需要对墙面进行打磨抛光，通常采用打磨抛光机进行人工处理，打磨抛光机属于一种电动工具，包括外壳、打磨抛光头和用于驱动打磨抛光头的驱动电机，装修工人手持所述打磨抛光机进行打磨作业，打磨时产生较大的粉尘，装修环境较差，长时间位于粉尘空间，容易对人体造成伤害。 [0003] 由于人工方式进行打磨抛光，工作效率较低；另外，打磨抛光质量的高低，很大程度上取决于装修工人的经验，打磨抛光效果无法有效保证；工作环境较差，容易对装修工人造成身体伤害。 发明内容[0004] 为了克服已有墙面打磨抛光方式的工作效率较低、抛光效果较差、容易对装修工人造成身体伤害的不足，本发明提供了一种机器人操作、避免对装修工人造成身体伤害、提高工作效率、提升抛光效果的智能墙面打磨机器人。 [0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： [0006] 一种智能墙面打磨机器人，包括打磨抛光头，所述打磨抛光头设有启停开关，所述墙面打磨机器人还包括机壳、用于将机器人吸附在墙面上的吸附组件和用于实现机器人沿着墙壁行走的行走组件，所述吸附组件安装在机壳底部，所述机壳底部侧边安装行走组件，所述机壳底部安装所述打磨抛光头； [0007] 所述机壳内安装智能打磨抛光控制器，所述智能打磨抛光控制器包括：用于根据待打磨抛光墙面的尺寸，设定参考坐标系并标定行程控制轨迹的标定模块；用于按照行程控制轨迹控制打磨抛光头作业的智能操作控制模块；所述打磨抛光头的启停开关、吸附组件和行走组件的驱动装置均与所述智能操作控制模块连接。 [0008] 进一步，所述的吸附组件为负压吸附组件、静电吸附组件或磁吸附组件。根据不同的使用场合，可以选择负压吸附组件、静电吸附组件或磁吸附组件，当然也可以选用其他类型的吸附组件；另外，吸附组件之中，吸附力的大小也可以进行调节，以便适用于各种不同类型的墙面。 [0009] 所述行走机构包括履带或轮子，根据不同墙面，可以使用不同的行走机构，比如履带或轮子，也可以采用履带和滚轮的组合。 [0010] 再进一步，所述智能墙面打磨机器人还包括用于测量加工后墙面平整度的平整度测量模块，所述平整度测量模块的输出端与所述智能打磨抛光控制器连接，所述智能打磨抛光控制器还包括： [0011] 用于将测量得到的加工后墙面平整度分布值与预设的平整度阈值进行比较的平整度比较模块； [0012] 用于当某区域平整度低于预设的平整度阈值时认为不合格，并按照该区域所在位置控制行程控制机构进行反馈补偿操作的反馈补偿加工模块。 [0013] 更进一步，所述平整度测量模块为激光测量仪。当然，也可以采用其他方式。 [0014] 所述打磨抛光头的下方设置吸尘口，所述吸尘口设置第一离心风扇，所述吸尘口与吸尘管的上端连接，所述吸尘管的下端设置第二离心风扇并连接过滤组件。该方案中，通过第一离心风扇和第二离心风扇可以调节吸力的大小，该吸力能否辅助使得整个机器人吸附定位在墙面上，能够有效提升整个机器人的载重量；另外，吸尘管是可伸缩的结构，能够根据机器人行程的长度进行自由调整；所述吸尘口的吸尘范围包括各个打磨抛光头的下方[0015] 进一步，吸尘口处也可以设置一个滤袋，用于收集灰尘，对于某些特定的环保要求的场合，比如室外装修等，可以起到收集灰尘的作用；当滤袋的总量增加时，可以根据智能控制控制第一离心风扇和第二离心风扇加大吸力。 [0017] 所述打磨抛光头的加工端为带有缺口的圆形，所述缺口侧的截面呈直线，该打磨抛光头可以实现旋转和平移两种运动方式，当处理墙面的边缘时采用平移运动方式，当处理墙面中间部分时则采用旋转运动方式。该方案中，打磨抛光头的加工部分，都是采用现有的结构，该形状的设计属于一个优选的方案，考虑到待打磨抛光的侧边和角落可能存在弧形的情况而设计的方案。加工端的形状，根据待打磨抛光墙面的形状进行针对性选取即可。 [0018] 所述机壳的底部中央设有主打磨抛光头，所述机壳的侧边设有辅打磨抛光头，所述辅打磨抛光头与用于调节辅打磨抛光头与墙面之间距离的伸缩模块连接；所述伸缩模块安装在转向机构上，所述转向机构固定在机壳上。所述辅打磨抛光头有两个作用，其一是所述主打磨抛光头位于机壳底部的中部，两侧区域有盲区，通过辅打磨抛光头的作用，将辅打磨抛光头设置在行走组件的前后方，这样可以将机壳所在工作面的盲区部分予以抛光，实现无盲区作业；另外，所述辅打磨抛光头还可以适用于边缘转角处的处理，通过转向机构将辅打磨抛光头伸出，能够将整个转角处进行完整打磨抛光。该处的辅打磨抛光头可以是两个，也可以是四个，比如左侧、右侧前后分别布置两个，根据使用场合的需要进行设定。 [0019] 所述打磨抛光头设有用于调节打磨抛光压力的压力调节组件。通过压力调节组件，可以根据不同的墙面材质情况，进行有效调整以达到良好的打磨抛光效果。 [0020] 所述打磨抛光头可以是一个，也可以是多个；对于多个的情况，可以是规则布置，比如阵列式布置；也可以是非规则布置；根据不同的使用场合可以进行不同的数量设置。在打磨机器人运行过程中，可以控制所有打磨抛光头均处于工作状态，也可以仅控制其中一部分打磨抛光头处于工作状态。同一台打磨机器人的各个打磨抛光头的压力是保持一致的。 [0021] 所述打磨抛光头与用于调节打磨抛光头与墙面之间距离的伸缩模块连接；所述伸缩模块安装在转向机构上，所述转向机构固定在机壳上；通过该结构的设计，当遇到非规则墙面，比如墙面设有一个凹槽时，可以通过伸缩模块将打磨头深入凹槽底部进行打磨，另外，通过转向机构的动作，可以对凹槽的侧壁也进行打磨抛光；所述打磨抛光头可360°旋转。 [0022] 所述智能打磨抛光控制器还包括通讯模块。通过该通讯模块可以与控制电脑连接，实现单机控制；或者该通讯模块与控制管理中心连接，该控制管理中心与每台智能墙面打磨机器人组成智能网络，实现网络化控制；又或者是该通讯模块与移动通讯终端(例如手机)连接，通过移动通讯终端实现远程控制，能够实时查询打磨的工作状态，例如通过视频远程监控打磨质量。 [0023] 本发明中，摈弃了人工操作的方式，将打磨抛光头安装在爬壁机器人上，通过机器人实现打磨抛光操作；根据待打磨抛光墙面的尺寸，设定参考坐标系并标定行程控制轨迹，按照行程控制轨迹控制打磨抛光头作业，另外，打磨抛光头与待打磨墙面之间的距离也可以实现调节。 [0024] 另外，打磨抛光头的启动开关、吸附组件和行走组件的驱动装置均与智能打磨抛光控制器进行连接，所述智能打磨抛光控制器，能够控制打磨抛光机的启动或停止，能够控制吸附组件和行走组件的运动；在面对一个待打磨抛光的墙面，根据墙面的尺寸大小，设定参考坐标系并标定行程控制轨迹，然后按照控制轨迹进行智能化的控制。 [0025] 在操作完成后，还设有用于检测平整度的测量模块，用于扫描操作后整个平面的平整度，如果检测到某个平整度低于预设阈值，认为该位置存在缺陷；通过控制行程控制机构到达该位置，并再次启动打磨抛光头进行补加工，直到整个墙面满足平整度的要求，这样有效保证了打磨抛光质量。 [0026] 打磨机器人位于设定的高度时，可以通过控制使其停止不动，此时打磨抛光头继续工作，可以实现间歇式工作机制，适用于某些耐磨性较好的墙面；当然，也可以采用连续工作机制，只要能够符合打磨抛光作业要求即可。 [0027] 进一步，由于打磨时会产生很多粉尘，在所述打磨抛光头上还有一个吸尘口，所述吸尘口与吸尘管的上端连接，所述吸尘管的下端连接过滤组件，将打磨抛光产生的粉尘进行过滤收集，大大改善装修空间的环境质量；过滤组件可以优先采用水箱，即将吸尘管的下端通入水箱的水中，将粉尘沉淀在水箱的水体中；当然，也可以采用其他方式。另外，粉尘积累后会影响过滤效果，可以进行定时更换的方式，例如每个3小时或6小时，当到达更换时间，可以进行显示屏提示或手机提醒等，以便保证正常工作。 [0030] 图1是智能墙面打磨机器人的示意图。 [0031] 图2是智能打磨抛光控制器的原理图。 具体实施方式[0032] 下面结合附图对本发明作进一步描述。 [0033] 参照图1和图2，一种智能墙面打磨机器人，包括打磨抛光头，所述打磨抛光头设有启停开关，所述墙面打磨机器人还包括机壳1、用于将机器人吸附在墙面上的吸附组件2和用于实现机器人沿着墙壁行走的行走组件3，所述吸附组件安装在机壳底部，所述机壳2底部侧边安装行走组件3，所述机壳1底部安装所述打磨抛光头； [0034] 所述机壳1内安装智能打磨抛光控制器4，所述智能打磨抛光控制器4包括： [0035] 用于根据待打磨抛光墙面的尺寸，设定参考坐标系并根据标定行程控制轨迹的标定模块41； [0036] 用于按照行程控制轨迹控制打磨抛光头作业的智能操作控制模块42； [0037] 所述打磨抛光头1的启停开关、吸附组件和行走组件3的驱动装置均与所述智能操作控制模块42连接。 [0038] 进一步，所述的吸附组件为负压吸附组件、静电吸附组件或磁吸附组件。根据不同的使用场合，可以选择负压吸附组件、静电吸附组件或磁吸附组件，当然也可以选用其他类型的吸附组件；另外，吸附组件之中，吸附力的大小也可以进行调节，以便适用于各种不同类型的墙面。 [0039] 再进一步，所述行走机构3包括履带或轮子，根据不同墙面，可以使用不同的行走机构，比如履带或轮子，也可以采用履带和滚轮的组合。 [0040] 再进一步，所述智能墙面打磨机器人还包括用于测量加工后墙面平整度的平整度测量模块5，所述平整度测量模块5的输出端与所述智能打磨抛光控制器4连接，所述智能打磨抛光控制器4还包括： [0041] 用于将测量得到的加工后墙面平整度分布值与预设的平整度阈值进行比较的平整度比较模块43； [0042] 用于当某区域平整度低于预设的平整度阈值时认为不合格，并按照该区域所在位置控制行程控制机构进行反馈补偿操作的反馈补偿加工模块44。 [0043] 更进一步，所述平整度测量模块5为激光测量仪。当然，也可以采用其他方式。 [0044] 所述打磨抛光头1的下方设置吸尘口，所述吸尘口设置第一离心风扇，所述吸尘口与吸尘管的上端连接，所述吸尘管的下端设置第二离心风扇并连接过滤组件。该方案中，通过第一离心风扇和第二离心风扇可以调节吸力的大小，该吸力能否辅助使得整个机器人吸附定位在墙面上，能够有效提升整个机器人的载重量；另外，吸尘管是可伸缩的结构，能够根据机器人行程的长度进行自由调整；所述吸尘口的吸尘范围包括各个打磨抛光头的下方[0045] 进一步，吸尘口处也可以设置一个滤袋，用于收集灰尘，对于某些特定的环保要求的场合，比如室外装修等，可以起到收集灰尘的作用；当滤袋的总量增加时，可以根据智能控制控制第一离心风扇和第二离心风扇加大吸力。 [0046] 所述过滤组件7为水箱，所述吸尘管的下端伸入所述水箱的水体中。当然，也可以采用其他方式。 [0047] 所述打磨抛光头1的加工端为带有缺口的圆形，所述缺口侧的截面呈直线，该打磨抛光头可以实现旋转和平移两种运动方式，当处理墙面的边缘时采用平移运动方式，当处理墙面中间部分时则采用旋转运动方式。该方案中，打磨抛光头的加工部分，都是采用现有的结构，该形状的设计属于一个优选的方案，考虑到待打磨抛光的侧边和角落可能存在弧形的情况而设计的方案。加工端的形状，根据待打磨抛光墙面的形状进行针对性选取即可。 [0048] 所述机壳的底部中央设有主打磨抛光头，所述机壳的侧边设有辅打磨抛光头，所述辅打磨抛光头与用于调节辅打磨抛光头与墙面之间距离的伸缩模块连接；所述伸缩模块安装在转向机构上，所述转向机构固定在机壳上。所述辅打磨抛光头有两个作用，其一是所述主打磨抛光头位于机壳底部的中部，两侧区域有盲区，通过辅打磨抛光头的作用，将辅打磨抛光头设置在行走组件的前后方，这样可以将机壳所在工作面的盲区部分予以抛光，实现无盲区作业；另外，所述辅打磨抛光头还可以适用于边缘转角处的处理，通过转向机构将辅打磨抛光头伸出，能够将整个转角处进行完整打磨抛光。该处的辅打磨抛光头可以是两个，也可以是四个，比如左侧、右侧前后分别布置两个，根据使用场合的需要进行设定。 [0049] 所述打磨抛光头1设有用于调节打磨抛光压力的压力调节组件。通过压力调节组件，可以根据不同的墙面材质情况，进行有效调整以达到良好的打磨抛光效果。 [0050] 所述打磨抛光头1可以是一个，也可以是多个；对于多个的情况，可以是规则布置，比如阵列式布置；也可以是非规则布置；根据不同的使用场合可以进行不同的数量设置。在打磨机器人运行过程中，可以控制所有打磨抛光头均处于工作状态，也可以仅控制其中一部分打磨抛光头处于工作状态。同一台打磨机器人的各个打磨抛光头的压力是保持一致的。 [0051] 所述打磨抛光头与用于调节打磨抛光头与墙面之间距离的伸缩模块连接；所述伸缩模块安装在转向机构上，所述转向机构固定在机壳上；通过该结构的设计，当遇到非规则墙面，比如墙面设有一个凹槽时，可以通过伸缩模块将打磨抛光头深入凹槽底部进行打磨，另外，通过转向机构的动作，可以对凹槽的侧壁也进行打磨抛光；所述打磨抛光头可360°旋转。 [0052] 所述智能打磨抛光控制器4还包括通讯模块45。通过该通讯模块可以与控制电脑连接，实现单机控制；或者该通讯模块与控制管理中心连接，该控制管理中心与每台智能墙面打磨机器人组成智能网络，实现网络化控制；又或者是该通讯模块与移动通讯终端(例如手机)连接，通过移动通讯终端实现远程控制，能够实时查询打磨的工作状态，例如通过视频远程监控打磨质量。 [0053] 本实施例的方案，摈弃了人工操作的方式，将打磨抛光头安装在爬壁机器人上，通过机器人实现打磨抛光操作；根据待打磨抛光墙面的尺寸，设定参考坐标系并标定行程控制轨迹，按照行程控制轨迹控制打磨抛光头作业，另外，打磨抛光头与待打磨墙面之间的距离也可以实现调节。 [0054] 另外，打磨抛光头1的启动开关、吸附组件和行走组件3的驱动装置均与智能打磨抛光控制器4进行连接，所述智能打磨抛光控制器4，能够控制打磨抛光机的启动或停止，能够控制吸附组件和行走组件的运动；在面对一个待打磨抛光的墙面，根据墙面的尺寸大小，设定参考坐标系并标定行程控制轨迹，然后按照控制轨迹进行智能化的控制。 [0055] 在操作完成后，还设有用于检测平整度的测量模块，用于扫描操作后整个平面的平整度，如果检测到某个平整度低于预设阈值，认为该位置存在缺陷；通过控制行程控制机构到达该位置，并再次启动打磨抛光头进行补加工，直到整个墙面满足平整度的要求，这样有效保证了打磨抛光质量。 [0056] 打磨机器人位于设定的高度时，可以通过控制使其停止不动，此时打磨抛光头继续工作，可以实现间歇式工作机制，适用于某些耐磨性较好的墙面；当然，也可以采用连续工作机制，只要能够符合打磨抛光作业要求即可。 [0057] 进一步，由于打磨时会产生很多粉尘，在所述打磨抛光头上还有一个吸尘口，所述吸尘口与吸尘管的上端连接，所述吸尘管的下端连接过滤组件，将打磨抛光产生的粉尘进行过滤收集，大大改善装修空间的环境质量；过滤组件可以优先采用水箱，即将吸尘管的下端通入水箱的水中，将粉尘沉淀在水箱的水体中；当然，也可以采用其他方式。另外，粉尘积累后会影响过滤效果，可以进行定时更换的方式，例如每个3小时或6小时，当到达更换时间，可以进行显示屏提示或手机提醒等，以便保证正常工作。 [0058] 本实施例的墙面是泛指房屋装修过程涉及的各种壁面，例如房间的四周墙面、外墙或顶面等，可以是竖直面、平面或斜面。 [0059] 整个装置的供电电源，可以采用蓄电池，也可以采用外接市电，所述蓄电池的充电方式，可以是有线方式，也可以采用无线方式实现。 [0060] 本说明书的实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。 |
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