CN107028547A - 一种行走稳定的幕墙机器人及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种行走稳定的幕墙机器人，包括机架及设置于机架上的控制装置、驱动装置、真空装置、驱动轮、吸盘、电机、螺杆及真空负压传感器；驱动装置用于驱动驱动轮在幕墙上行走；吸盘的一侧与螺杆的一端固定连接，吸盘的另一侧与幕墙接触；电机与螺杆连接，用于带动螺杆升降；真空负压传感器与控制装置连接，用于检测吸盘内真空度数值大小；真空装置连接吸盘，使吸盘内形成真空状态；控制装置连接驱动装置及电机，控制装置控制驱动装置并控制电机正反转，从而带动螺杆的升降及驱动轮的行走。该幕墙机器人可检测吸盘内真空度数值实现电机的自控，通过电机转动从而实现螺杆的升降，以达到保持吸盘内真空度稳定性目的，具有广阔的应用前景。

Description

一种行走稳定的幕墙机器人及控制方法

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，具体为一种行走稳定的幕墙机器人及控制方法。

背景技术

电机控制是指，对电机的启动、加速、运转、减速及停止进行的控制。

目前，吸盘对高空幕墙清洗机器人车轮产生垂直玻璃面压力，从而使车轮在垂直玻璃面上行走。该垂直压力大小，吸盘面与车轮高低差有关。由于施工误差，上下玻璃不在同一垂面，按国家标准其误差在2MM以内均为合格。玻璃在重力作用下，本身也会发生弯曲，高空幕墙清洗机器人在作业过程中，原先吸盘面与车轮高低差也同机械损耗等原因也会发生变化。使得吸盘对玻璃的吸附力下降，吸盘经过幕墙板(如玻璃)接缝时，由于胶缝凹凸不平，吸盘与幕墙板之间产生漏气，失去吸力，影响高空幕墙清洗机器人的作业稳定性与安全性，因此调整吸盘与玻璃之间的间隙成为经常的工作。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种行走稳定的幕墙机器人及控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术措施：

一种行走稳定的幕墙机器人，包括机架以及设置于所述机架上的控制装置、驱动装置、驱动轮、真空装置、吸盘、电机、螺杆以及真空负压传感器；所述驱动装置用于驱动所述驱动轮在幕墙上行走；所述吸盘的一侧通过所述吸盘底部的紧固槽与所述螺杆的一端固定连接，所述吸盘的另一侧与幕墙接触；所述电机与所述螺杆连接，用于带动所述螺杆升降；所述真空装置连接所述吸盘，使所述吸盘内形成真空状态；所述真空负压传感器与所述控制装置连接，所述真空负压传感器用于感应检测所述吸盘内真空度数值大小；所述控制装置连接所述驱动装置以及所述电机，所述控制装置控制所述驱动装置，并控制所述电机正反转，从而带动所述螺杆的升降以及驱动轮的行走。

本发明还可以通过以下技术措施进一步完善：

作为进一步改进，包括多个所述真空负压传感器，每一所述真空负压传感器用于感应检测对应所述吸盘内真空度数值大小，并反馈至所述控制装置，使所述控制装置控制所述电机正反转，从而带动所述螺杆的升降。

作为进一步改进，所述机架上的驱动轮周边设置有多条螺杆以及多个吸盘，每一所述吸盘的一侧均通过所述吸盘底部的紧固槽与对应所述螺杆的一端固定连接，且多条所述螺杆由多个所述电机分别控制。

作为进一步改进，所述螺杆的外侧面设有横向螺纹。

作为进一步改进，所述螺杆的外侧面上还设置有限位块，用于限制所述螺杆过度升降。

作为进一步改进，所述电机的转轴上设置有与所述横向螺纹配合的竖向齿轮。

另一方面，还提供了上述所述一种行走稳定的幕墙机器人的控制方法，包括以下步骤：

S1，所述控制装置控制所述吸盘以及所述驱动轮在幕墙上移动；

S2，所述真空负压传感器感应检测到所述吸盘内真空度数值大小，并反馈至控制装置；

S3，所述控制装置根据真空度数值大小，与预设真空度数值对比，从而控制所述电机正反转。

作为进一步改进，所述预设真空度数值范围为-50kpa至-80Kpa。

作为进一步改进，在步骤S3中，当所述真空负压传感器感应到所述吸盘内真空度数值大于-50kpa时，所述控制装置控制所述电机正转，从而带动所述螺杆的升高。

作为进一步改进，在步骤S3中，当所述真空负压传感器感应到所述吸盘内真空度数值小于或等于-80kpa时，所述控制装置控制所述电机停止转动。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：

该可控制螺杆升降的幕墙机器人可检测吸盘内真空度数值的大小，实现电机的自控，实现原理较为简单，无需人工干预调试就能够通过控制装置控制电机转动从而实现螺杆的升降；根据吸盘与幕墙间的真空度数值大小，对所述螺杆的进行微调，使得驱动轮与吸盘保持在同一水平面，使得吸盘稳固的吸附在幕墙上；并且幕墙机器人包括真空负压传感器，真空状态下，真空度数值大于-50kpa或者真空度数值小于或等于-80kpa时电机就会进行自动调整，可实现驱动轮行进过程中对吸盘真空度数值的自动调整，避免了当电机转子的速度与同步速相差较大时，产生失步现象引起的负压不稳定，具有广阔的市场前景和应用前景。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明中转轴、吸盘以及电机的结构示意图；

图3是本发明的底部整体结构示意图。

主要元件符号说明

机架 1

驱动轮 2

吸盘 3

电机 4

螺杆 5

真空负压传感器 6

紧固槽 31

横向螺纹 51

竖向齿轮 41

限位块 52

外壳 7

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

实施例一，请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种行走稳定的幕墙机器人，包括机架1以及设置于所述机架1上的控制装置、驱动装置、真空装置、驱动轮2、吸盘3、电机4、螺杆5以及真空负压传感器6；所述驱动装置用于驱动所述驱动轮2在幕墙上行走；所述吸盘3的一侧通过所述吸盘3底部的紧固槽31与所述螺杆5的一端固定连接，所述吸盘3的另一侧与幕墙接触；所述电机4与所述螺杆5连接，用于带动所述螺杆5升降；所述真空装置连接所述吸盘3，使所述吸盘3内形成真空状态；所述真空负压传感器6与所述控制装置连接，所述真空负压传感器6用于感应检测所述吸盘3内真空度数值大小；所述控制装置连接所述驱动装置以及所述电机4，所述控制装置控制所述驱动装置，并控制所述电机4正反转，从而带动所述螺杆5的升降以及驱动轮2的行走。

具体的，包括多个所述真空负压传感器6，每一所述真空负压传感器6用于感应检测对应所述吸盘3内真空度数值大小，并反馈至所述控制装置，使所述控制装置控制所述电机4正反转，从而带动所述螺杆5的升降；更具体的说，一个所述真空负压传感器6用于感应检测一个吸盘3内压力值的大小，就可以根据实际情况单独调整某一条螺杆5的升降，实现原理较为简单，无需人工干预调试就能够通过控制装置控制电机4转动从而实现螺杆5的升降。

所述机架1上的驱动轮2周边上设置有多条螺杆5以及多个吸盘3，每一所述吸盘3的一侧均通过所述吸盘3底部的紧固槽31与对应所述螺杆5的一端固定连接，且多条所述螺杆5由多个所述电机4分别控制。所述幕墙机器人作业时，多个吸盘3同时吸附在幕墙上，幕墙板(如玻璃)与幕墙板(如玻璃)之间采用胶体连接会出现缝隙，某一所述吸盘移动到缝隙处时或者幕墙出现表面凹凸不平整时，所述吸盘3与外界空气连通，空气进入所述吸盘3内，使得吸盘3失去吸附力，这时，所述控制装置控制所述真空装置给予其他吸盘3足够的吸附力，因而即便某一所述吸盘3失去吸附力，幕墙机器人仍然可以安全稳定的吸附在幕墙上。

所述螺杆5的外侧面设有横向螺纹51，进一步的，所述横向螺纹51设置于所述螺杆5的中部，实现螺杆5升降的方式有很多种；在本实施例中，所述电机4的转轴上设置有与所述横向螺纹51配合的竖向齿轮41，所述竖向齿轮41与所述横向螺纹5 1配合，实现螺杆5的升降。

为防止所述控制装置出现故障，导致所述螺杆5升降过度，因而在所述螺杆5的外侧面上设置有限位块52。实施例中，还设置有与所述机架适配的外壳7。

另一方面，还提供了上述所述一种行走稳定的幕墙机器人的控制方法，包括以下步骤：

S1，所述控制装置控制所述吸盘3以及所述驱动轮2在幕墙上移动；

S2，所述真空负压传感器6感应检测到所述吸盘3内真空度数值大小，并反馈至控制装置；

S3，所述控制装置根据真空度数值大小，与预设真空度数值对比，从而控制所述电机4正反转。

上述中，所述预设真空度数值范围为-50kpa至-80Kpa，所述吸盘3与幕墙接触贴合，所述吸盘3内形成真空状态，在一定范围内具有较强的吸附力，可保证所述吸盘3吸附在幕墙上。

一方面，在步骤S3中，当所述真空负压传感器6感应检测到所述吸盘3内真空度数值大于-50kpa时，说明吸盘3与所述驱动轮2高度不一致，且低于所述驱动轮2的高度；这样，所述吸盘3与幕墙之间的吸附力较弱，甚至失去吸附力，所述吸盘3容易从幕墙上脱离，因而所述控制装置控制所述电机4正转，从而带动所述螺杆5的升高，通过微调使得所述吸盘3与所述驱动轮2高度保持一致，加强所述吸盘3与幕墙之间的吸附力，使得所述吸盘3稳固的吸附在所述幕墙上，提高幕墙机器人的使用安全。

另一方面，在步骤S3中，当所述真空负压传感器6感应检测到所述吸盘3内真空度数值小于或等于-80kpa时，说明吸盘3与所述驱动轮2高度一致，所述吸盘3与所述驱动轮2保持在同一水平面上；因此，所述吸盘3与幕墙之间的吸附力较强，所述吸盘3不易从幕墙上脱离，此时所述控制装置控制所述电机4停止转动。

需要说明的是，在所述驱动轮2与所述吸盘3在幕墙上进行过程中，幕墙出现不平或者幕墙上有污垢时，所述控制装置也能控制电机4的运转，相应控制螺杆5的升降，通过微调，保证吸盘3内真空度的稳定性。

工作原理：首先，将幕墙机器人通过吸盘3吸附在幕墙上，同时所述驱动装置驱动所述驱动轮2进行滚动，并由控制装置进行滚动的控制，驱使机器人在幕墙上移动；同时真空负压传感器6能够检测吸盘3内的真空度数值，由于真空负压传感器6连接了控制装置，因此在真空状态下，当真空度数值大于-50kpa就会通过降低电机转子电压进行自动调整。此时电机的最大转矩将不会受到影响，但最大转矩的出现点将发生移动，电机转矩-转差率曲线将沿转差率轴压缩，电机曲线关于转差率呈现先上升后下降的趋势，因此电机的启动转矩将增大；电机转轴上的竖向齿轮41与螺杆5的横向螺纹51相咬合的情况下，从而对所述螺杆5进行升高调整，通过这种微调，使得所述吸盘3与所述驱动轮2保持在同一水平面上；当真空度数值小于或等于-80kpa时停止调整，从而保持吸盘3与幕墙之间真空度得稳定性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种行走稳定的幕墙机器人，其特征在于：包括机架以及设置于所述机架上的控制装置、驱动装置、真空装置、驱动轮、吸盘、电机、螺杆以及真空负压传感器；

所述驱动装置用于驱动所述驱动轮在幕墙上行走；

所述吸盘的一侧通过所述吸盘底部的紧固槽与所述螺杆的一端固定连接，所述吸盘的另一侧与幕墙接触；

所述电机与所述螺杆连接，用于带动所述螺杆升降；

所述真空装置连接所述吸盘，使所述吸盘内形成真空状态；

所述真空负压传感器与所述控制装置连接，所述真空负压传感器用于感应检测所述吸盘内真空度数值大小；

所述控制装置连接所述驱动装置以及所述电机，所述控制装置控制所述驱动装置，并控制所述电机正反转，从而带动所述螺杆的升降以及驱动轮的行走。

2.根据权利要求1所述的一种行走稳定的幕墙机器人，其特征在于：包括多个所述真空负压传感器，每一所述真空负压传感器用于感应检测对应所述吸盘内真空度数值大小，并反馈至所述控制装置，使所述控制装置控制所述电机正反转，从而带动所述螺杆的升降。

3.根据权利要求1所述的一种行走稳定的幕墙机器人，其特征在于，所述机架上的驱动轮周边设置有多条螺杆以及多个吸盘，每一所述吸盘的一侧均通过所述吸盘底部的紧固槽与对应所述螺杆的一端固定连接，且多条所述螺杆由多个所述电机分别控制。

4.根据权利要求1所述的一种行走稳定的幕墙机器人，其特征在于：所述螺杆的外侧面设有横向螺纹。

5.根据权利要求1所述的一种行走稳定的幕墙机器人，其特征在于：所述螺杆的外侧面上还设置有限位块，用于限制所述螺杆过度升降。

6.根据权利要求4所述的一种行走稳定的幕墙机器人，其特征在于：所述电机的转轴上设置有与所述横向螺纹配合的竖向齿轮。

7.一种如权利要求1所述的一种行走稳定的幕墙机器人的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，所述控制装置控制所述吸盘以及所述驱动轮在幕墙上移动；

S2，所述真空负压传感器感应检测到所述吸盘内真空度数值大小，并反馈至控制装置；

S3，所述控制装置根据真空度数值大小，与预设真空度数值对比，从而控制所述电机正反转。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于：所述预设真空度数值范围为-50kpa至-80kpa。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于：在步骤S3中，当所述真空负压传感器感应到所述吸盘内真空度数值大于-50kpa时，所述控制装置控制所述电机正转，从而带动所述螺杆的升高。

10.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于：在步骤S3中，当所述真空负压传感器感应到所述吸盘内真空度数值小于或等于-80kpa时，所述控制装置控制所述电机停止转动。