一種吸盤(pán)式墻面作業(yè)機(jī)器人四軸同步控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別地涉及一種吸盤(pán)式墻面作業(yè)機(jī)器人四軸同步控制系統(tǒng)及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)現(xiàn)代城市化進(jìn)程的加快，城市高層酒店、高層住宅、機(jī)關(guān)及企事業(yè)單位辦公大廈等高層建筑物的增加和普及，此類(lèi)建筑物涉及到外墻清洗、廣告安裝、火警救援、安全求助等事件越來(lái)越多，并且越來(lái)越難以操作和實(shí)施。采用機(jī)器人代替人工進(jìn)行這些極其危險(xiǎn)的高空作業(yè)，把人從惡劣的環(huán)境和繁重的勞動(dòng)中解脫出來(lái)。但目前國(guó)內(nèi)外尚無(wú)能夠攀沿一般墻面的機(jī)器人替代人工實(shí)施上述相關(guān)工作。
[0003]同步控制性能是機(jī)器人的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，關(guān)系到機(jī)器人動(dòng)作的協(xié)調(diào)和一致性。同步控制一般分為機(jī)械方式和電氣方式，機(jī)械方式通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)機(jī)械主軸運(yùn)動(dòng)，其他從軸通過(guò)變速箱等齒輪機(jī)構(gòu)連接機(jī)械主軸保持同步運(yùn)動(dòng)，該方式機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大，且易磨損和老化等；電氣方式通過(guò)電機(jī)連接每個(gè)單獨(dú)的傳動(dòng)軸，各個(gè)電機(jī)之間是相互獨(dú)立安裝，也稱(chēng)為無(wú)軸傳動(dòng)方式，該方式具有簡(jiǎn)化機(jī)械結(jié)構(gòu)，減少機(jī)械噪音，控制精度高、維護(hù)方便等特點(diǎn)，目前一般采用主從速度同步控制，首先給定主電機(jī)設(shè)定期望速度，其他電機(jī)跟隨主電機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，該同步控制方法屬于串行方式，主電機(jī)和其他從電機(jī)之間的運(yùn)動(dòng)存在時(shí)間滯后，系統(tǒng)的同步誤差大，抗干擾能力差。
[0004]因此，提供一種同步性好，運(yùn)行速度和運(yùn)行精度高的吸盤(pán)式墻面作業(yè)機(jī)器人四軸同步控制系統(tǒng)是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種吸盤(pán)式墻面作業(yè)機(jī)器人四軸同步控制系統(tǒng)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種吸盤(pán)式墻面作業(yè)機(jī)器人四軸同步控制系統(tǒng)，包括吸盤(pán)組、電機(jī)組、擺桿組和氣動(dòng)系統(tǒng)，上述吸盤(pán)組包括主吸盤(pán)、第一從吸盤(pán)、第二從吸盤(pán)、第三從吸盤(pán)和第四從吸盤(pán)，第一從吸盤(pán)、第二從吸盤(pán)、第三從吸盤(pán)和第四從吸盤(pán)位于主吸盤(pán)的四周；電機(jī)組包括第一電機(jī)、第二電機(jī)、第三電機(jī)和第四電機(jī)，擺桿組包括第一擺桿、第二擺桿、第三擺桿和第四擺桿，第一電機(jī)通過(guò)第一擺桿與第一從吸盤(pán)驅(qū)動(dòng)連接，第二電機(jī)通過(guò)第二擺桿與第二從吸盤(pán)驅(qū)動(dòng)連接，第三電機(jī)通過(guò)第三擺桿與第三從吸盤(pán)驅(qū)動(dòng)連接，第四電機(jī)通過(guò)第四擺桿與第四從吸盤(pán)驅(qū)動(dòng)連接；主吸盤(pán)、第一從吸盤(pán)、第二從吸盤(pán)、第三從吸盤(pán)和第四從吸盤(pán)均與氣動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力連接。
[0007]優(yōu)選地，還包括控制器、第一驅(qū)動(dòng)器、第二驅(qū)動(dòng)器、第三驅(qū)動(dòng)器和第四驅(qū)動(dòng)器，第一驅(qū)動(dòng)器、第二驅(qū)動(dòng)器、第三驅(qū)動(dòng)器和第四驅(qū)動(dòng)器均與控制器通訊連接，第一驅(qū)動(dòng)器、第二驅(qū)動(dòng)器、第三驅(qū)動(dòng)器、第四驅(qū)動(dòng)器分別與第一電機(jī)、第二電機(jī)、第三電機(jī)、第四電機(jī)通訊連接。
[0008]優(yōu)選地，控制器與第一驅(qū)動(dòng)器、第二驅(qū)動(dòng)器、第三驅(qū)動(dòng)器、第四驅(qū)動(dòng)器通過(guò)EtherCAT總線通訊連接。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所提供的吸盤(pán)式墻面作業(yè)機(jī)器人四軸同步控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)化四軸之間的控制關(guān)系，降低四軸之間的控制難度，具有同步性好，穩(wěn)定性好和抗干擾性強(qiáng)等特點(diǎn)，同步精度能夠提高30%以上，同步運(yùn)行速度能夠提高20%以上。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型所公開(kāi)的吸盤(pán)式墻面作業(yè)機(jī)器人四軸同步控制系統(tǒng)的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]本實(shí)用新型的目的是提供一種能吸附在粗糙鉛垂面的吸盤(pán)式墻面作業(yè)機(jī)器人四軸同步控制系統(tǒng)。
[0012]為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應(yīng)對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍有任何的限制作用。
[0013]請(qǐng)參考圖1，在一種實(shí)施例中，本實(shí)用新型所提供的一種吸盤(pán)式墻面作業(yè)機(jī)器人四軸同步控制系統(tǒng)，包括吸盤(pán)組、電機(jī)組、擺桿組和氣動(dòng)系統(tǒng)，上述吸盤(pán)組包括主吸盤(pán)5、第一從吸盤(pán)1、第二從吸盤(pán)2、第三從吸盤(pán)3和第四從吸盤(pán)4，第一從吸盤(pán)1、第二從吸盤(pán)2、第三從吸盤(pán)3和第四從吸盤(pán)4位于主吸盤(pán)5的四周；電機(jī)組包括第一電機(jī)6、第二電機(jī)7、第三電機(jī)8和第四電機(jī)9，擺桿組包括第一擺桿10、第二擺桿11、第三擺桿12和第四擺桿13，第一電機(jī)6通過(guò)第一擺桿10與第一從吸盤(pán)I驅(qū)動(dòng)連接，第二電機(jī)7通過(guò)第二擺桿11與第二從吸盤(pán)2驅(qū)動(dòng)連接，第三電機(jī)8通過(guò)第三擺桿12與第三從吸盤(pán)3驅(qū)動(dòng)連接，第四電機(jī)9通過(guò)第四擺桿13與第四從吸盤(pán)4驅(qū)動(dòng)連接；主吸盤(pán)5、第一從吸盤(pán)1、第二從吸盤(pán)2、第三從吸盤(pán)3和第四從吸盤(pán)4均與氣動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力連接；還包括控制器、第一驅(qū)動(dòng)器、第二驅(qū)動(dòng)器、第三驅(qū)動(dòng)器和第四驅(qū)動(dòng)器，第一驅(qū)動(dòng)器、第二驅(qū)動(dòng)器、第三驅(qū)動(dòng)器和第四驅(qū)動(dòng)器均與控制器通訊連接，第一驅(qū)動(dòng)器、第二驅(qū)動(dòng)器、第三驅(qū)動(dòng)器、第四驅(qū)動(dòng)器分別與第一電機(jī)6、第二電機(jī)7、第三電機(jī)8、第四電機(jī)9通訊連接；控制器與第一驅(qū)動(dòng)器、第二驅(qū)動(dòng)器、第三驅(qū)動(dòng)器、第四驅(qū)動(dòng)器通過(guò)EtherCAT總線通訊連接。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述實(shí)施例所描述的吸盤(pán)式墻面作業(yè)機(jī)器人四軸同步控制系統(tǒng)，在氣動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力支持下，通過(guò)主吸盤(pán)5完成旋轉(zhuǎn)和吸住墻面，通過(guò)電機(jī)組和擺桿組帶動(dòng)第一從吸盤(pán)1、第二從吸盤(pán)2、第三從吸盤(pán)3、第四從吸盤(pán)4完成機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)和墻面吸附。
[0015]為了方便對(duì)實(shí)施例的方案進(jìn)行理解，以下對(duì)本實(shí)施例所提供的吸盤(pán)式墻面作業(yè)機(jī)器人四軸同步控制系統(tǒng)的工作過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)略的說(shuō)明:
[0016]當(dāng)吸盤(pán)式墻面作業(yè)機(jī)器人準(zhǔn)備運(yùn)動(dòng)時(shí)，首先通過(guò)氣動(dòng)系統(tǒng)將主吸盤(pán)5吸住墻面，保證機(jī)器人能夠安全固定在墻面上，第一吸盤(pán)1、第二吸盤(pán)2、第三吸盤(pán)3和第四吸盤(pán)4松開(kāi)墻面準(zhǔn)備移動(dòng)，然后第一電機(jī)6、第二電機(jī)7、第三電機(jī)8、第四電機(jī)9分別通過(guò)第一擺桿10、第二擺桿11、第三擺桿12、第四擺桿13這4根擺桿分別帶動(dòng)第一吸盤(pán)1、第二吸盤(pán)2、第三吸盤(pán)3、第四吸盤(pán)4同時(shí)正向高速向上運(yùn)動(dòng)，一直移動(dòng)到擺桿允許的最大距離，然后通過(guò)氣動(dòng)系統(tǒng)將第一吸盤(pán)1、第二吸盤(pán)2、第三吸盤(pán)3和第四吸盤(pán)4這四個(gè)吸盤(pán)吸住墻面，保證機(jī)器人能夠安全固定在墻面上，再將主吸盤(pán)5松開(kāi)墻面準(zhǔn)備移動(dòng)，然后第一電機(jī)6、第二電機(jī)7、第三電機(jī)8和第四電機(jī)9同時(shí)反向高速運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)第一擺桿10、第二擺桿11、第三擺桿12、第四擺桿13這4根擺桿高速往上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)整個(gè)吸盤(pán)式墻面作業(yè)機(jī)器人往上運(yùn)動(dòng)，這樣即完成一次移動(dòng)，再次從頭開(kāi)始循環(huán)繼續(xù)向上移動(dòng)。其他方向運(yùn)動(dòng)的過(guò)程與此類(lèi)似。
[0017]本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想。以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，由于文字表達(dá)的有限性，而客觀上存在無(wú)限的具體結(jié)構(gòu)，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)、潤(rùn)飾或變化，也可以將上述技術(shù)特征以適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行組合；這些改進(jìn)潤(rùn)飾、變化或組合，或未經(jīng)改進(jìn)將實(shí)用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種吸盤(pán)式墻面作業(yè)機(jī)器人四軸同步控制系統(tǒng)，其特征在于，包括吸盤(pán)組、電機(jī)組、擺桿組和氣動(dòng)系統(tǒng)，上述吸盤(pán)組包括主吸盤(pán)(5)、第一從吸盤(pán)(I)、第二從吸盤(pán)(2)、第三從吸盤(pán)(3)和第四從吸盤(pán)(4)，第一從吸盤(pán)(I)、第二從吸盤(pán)(2)、第三從吸盤(pán)(3)和第四從吸盤(pán)⑷位于主吸盤(pán)(5)的四周；電機(jī)組包括第一電機(jī)(6)、第二電機(jī)(7)、第三電機(jī)⑶和第四電機(jī)(9)，擺桿組包括第一擺桿(10)、第二擺桿(11)、第三擺桿(12)和第四擺桿(13)，第一電機(jī)(6)通過(guò)第一擺桿(10)與第一從吸盤(pán)(I)驅(qū)動(dòng)連接，第二電機(jī)(7)通過(guò)第二擺桿(11)與第二從吸盤(pán)(2)驅(qū)動(dòng)連接，第三電機(jī)(8)通過(guò)第三擺桿(12)與第三從吸盤(pán)(3)驅(qū)動(dòng)連接，第四電機(jī)(9)通過(guò)第四擺桿(13)與第四從吸盤(pán)⑷驅(qū)動(dòng)連接；主吸盤(pán)(5)、第一從吸盤(pán)(I)、第二從吸盤(pán)(2)、第三從吸盤(pán)(3)和第四從吸盤(pán)(4)均與氣動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸盤(pán)式墻面作業(yè)機(jī)器人四軸同步控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括控制器、第一驅(qū)動(dòng)器、第二驅(qū)動(dòng)器、第三驅(qū)動(dòng)器和第四驅(qū)動(dòng)器，第一驅(qū)動(dòng)器、第二驅(qū)動(dòng)器、第三驅(qū)動(dòng)器和第四驅(qū)動(dòng)器均與控制器通訊連接，第一驅(qū)動(dòng)器、第二驅(qū)動(dòng)器、第三驅(qū)動(dòng)器、第四驅(qū)動(dòng)器分別與第一電機(jī)(6)、第二電機(jī)(7)、第三電機(jī)(8)、第四電機(jī)(9)通訊連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸盤(pán)式墻面作業(yè)機(jī)器人四軸同步控制系統(tǒng)，其特征在于，控制器與第一驅(qū)動(dòng)器、第二驅(qū)動(dòng)器、第三驅(qū)動(dòng)器、第四驅(qū)動(dòng)器通過(guò)EtherCAT總線通訊連接。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種吸盤(pán)式墻面作業(yè)機(jī)器人四軸同步控制系統(tǒng)，包括吸盤(pán)組、電機(jī)組、擺桿組和氣動(dòng)系統(tǒng)，上述吸盤(pán)組包括主吸盤(pán)、第一從吸盤(pán)、第二從吸盤(pán)、第三從吸盤(pán)和第四從吸盤(pán)，第一從吸盤(pán)、第二從吸盤(pán)、第三從吸盤(pán)和第四從吸盤(pán)位于主吸盤(pán)的四周；電機(jī)組包括第一電機(jī)、第二電機(jī)、第三電機(jī)和第四電機(jī)，擺桿組包括第一擺桿、第二擺桿、第三擺桿和第四擺桿，第一電機(jī)通過(guò)第一擺桿與第一從吸盤(pán)驅(qū)動(dòng)連接，第二電機(jī)通過(guò)第二擺桿與第二從吸盤(pán)驅(qū)動(dòng)連接，第三電機(jī)通過(guò)第三擺桿與第三從吸盤(pán)驅(qū)動(dòng)連接，第四電機(jī)通過(guò)第四擺桿與第四從吸盤(pán)驅(qū)動(dòng)連接；主吸盤(pán)、第一從吸盤(pán)、第二從吸盤(pán)、第三從吸盤(pán)和第四從吸盤(pán)均與氣動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力連接。
【IPC分類(lèi)】B62D57/024, G05D1/02
【公開(kāi)號(hào)】CN204937298
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520672173
【發(fā)明人】李夢(mèng)醒, 蔣近
【申請(qǐng)人】華翔翔能電氣股份有限公司
【公開(kāi)日】2016年1月6日
【申請(qǐng)日】2015年8月27日