CN107401289A - 一种水射流智能机器人及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水射流智能机器人，它包括智能移动机器人、泵站集装箱、水管、高压喷射架及吸力回收装置、远程多信息交互控制台、移动机器人控制系统；水管包含高压水管和污水回收管，其左右两端分别与泵站集装箱、高压喷射架及吸力回收装置连接；高压喷射架及吸力回收装置连接在智能移动机器人的上面；远程多信息交互控制台设置在泵站集装箱内，移动机器人控制系统设置在智能移动机器人上；远程多信息交互控制台为有线或者无线两种模式。本发明将破拆时候产生的噪音、粉尘集中在密闭空间内，从而避免了噪音扰民和灰尘飞扬。本发明对破拆时产生的垃圾进行处理，实现局部的修复去皮工作。本发明同时也提供水射流智能机器人的控制方法。
Description
技术领域
本发明属于工程机械领域，尤其涉及进行破拆工作的工程机械领域。
背景技术
随着城市建设的发展，破拆工作越来越多。目前进行破拆时主要用如液压锤、液压剪类等传统的破拆工具进行机械破拆，破拆的时候不但会产生大量的噪音，而且还会伴随着漫天飞舞的PM2.5，最后产生的建筑垃圾还得用卡车拖走并找地方处理掉。这种破拆方式严重污染了我们所生存的环境。另外，在需要局部修复去皮的地方使用传统的机械破拆，由于无法控制破拆工具破拆时的深度，因此使用相当不方便，不能保质保量地完成任务。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种水射流智能机器人，它可以将破拆时候产生的噪音、粉尘集中在密闭空间内，从而避免了噪音扰民和灰尘飞扬。同时，本发明可以对破拆时产生的垃圾进行处理。另外，本发明可以实现局部的修复去皮工作。本发明同时也提供该水射流智能机器人的控制方法。
本发明一种水射流智能机器人，它包括智能移动机器人、泵站集装箱、水管、高压喷射架及吸力回收装置、远程多信息交互控制台、移动机器人控制系统；水管包含高压水管和污水回收管，其左右两端分别与泵站集装箱、高压喷射架及吸力回收装置连接；高压喷射架及吸力回收装置连接在智能移动机器人的上面；远程多信息交互控制台设置在泵站集装箱内，移动机器人控制系统设置在智能移动机器人上；远程多信息交互控制台为有线或者无线两种模式。
其中，泵站集装箱里内集成有动力源、高压水系统、吸力回收系统；高压水系统、吸力回收系统分别连接水管里的高压水管和污水回收管；动力源可以采用柴油驱动或者电力驱动。高压喷射架及吸力回收装置包括密封罩、密封罩底部的高压水喷头和污水回收装置；高压水喷头和污水回收装置分别连接水管里的高压水管和污水回收管；密封罩与工作面形成一个相对密闭的空间。
本发明水射流智能机器人的控制方法，操作人员操控机器人遥控发射器的摇杆及按钮即可向机器人及超高压泵站发出动作指令，遥控发射器信号传输分为有线/无线两种模式，当机器人处于密闭空间或信号受到磁场干扰时可切换到有线传输状态；超高压泵站操作台可控制高压水系统；无线通信模块接收移动机器人传输来的视频信号再传给视频监控器实时显示工作环境图像；机器人信息显示器通过无线通信模块接收移动机器人传输来的位姿状态信息并用图文形式实时显示，并可对移动机器人的运行参数进行标定修改；遥控接收器接收遥控发射器的动作指令通过CAN总线传输给控制器，经过编程后输出指令驱动相应的执行机构；机器人位姿状态传感系统包括油温、压力、位置、测距等传感器，所有位姿状态信息均接入控制器；云台摄像机可360°全方位采集移动机器人的环场视频信息；位姿状态信息及环场视频信息均由无线通信模块传给远程(有线/无线)多信息交互控制台实时显示。
利用本发明进行破拆工作时，先将机器人开到离施工墙面合适距离，用水管连接泵站集装箱与高压喷射架及吸力回收装置。预热并启动机器人，使智能移动机器人中的摆动装置运动，并控制液压手腕的角度使高压喷射架及吸力回收装置与墙面贴合并形成一相对密闭的空间。这时，启动泵站使高压水系统开始工作，高压水经高压水管到达高压喷射架及吸力回收装置中的高压水喷头，对工作墙面实现水力切割；切割下来的废料与水在密封罩与墙面形成的相对空间形成废水废料悬浮液，该悬浮液经高压喷射架及吸力回收装置中的污水回收装置到达泵站集装箱内的吸力回收系统中。因此，本发明将破拆时候产生的噪音、粉尘集中在密闭空间内，从而避免了噪音扰民和灰尘乱飞。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
从附图可知，本发明一种水射流智能机器人，它包括智能移动机器人4、泵站集装箱1、水管2、高压喷射架及吸力回收装置12、远程多信息交互控制台15、移动机器人控制系统16；水管2包含高压水管和污水回收管，其左右两端分别与泵站集装箱1、高压喷射架及吸力回收装置12连接；高压喷射架及吸力回收装置12连接在智能移动机器人4的上面；远程多信息交互控制台15设置在泵站集装箱1内，移动机器人控制系统16设置在智能移动机器人4上；远程多信息交互控制台15为有线或者无线两种模式。
其中，泵站集装箱1里内集成有动力源、高压水系统、吸力回收系统；高压水系统、吸力回收系统分别连接水管2里的高压水管和污水回收管；动力源可以采用柴油驱动或者电力驱动。
其中，高压喷射架及吸力回收装置12包括密封罩、密封罩底部的高压水喷头和污水回收装置；高压水喷头和污水回收装置分别连接水管2里的高压水管和污水回收管；密封罩与工作面形成一个相对密闭的空间。工作时，高压喷射架及吸力回收装置12中的密封罩与墙面贴合并形成一相对密闭的空间，此时密封罩内为负压。工作中产生的噪间被密闭在此空间内，切割下来的废料与水在密封罩与墙面形成的相对空间形成废水废料悬浮液，该悬浮液经高压喷射架及吸力回收装置中的污水回收装置到达泵站集装箱内的吸力回收系统中。
作为本发明的一种优选方式，本发明的泵站集装箱1里内还集成有废水废料处理系统；废水废料处理系统与吸力回收系统连通。工作时形成的废水废料悬浮液经高压喷射架及吸力回收装置中的污水回收装置到达泵站集装箱内的吸力回收系统中再经过废水废料处理装置进行分类，其中的水泥废料会被包装起来并送到附近的水泥厂处理，废水则被循环再用。
本发明中的远程多信息交互控制台15包括机器人遥控发射器17、超高压泵站操作台18、视频显视器19、无线通信模块20、机器人信息显示器21；移动机器人控制系统16包括机器人遥控接收器22、控制器23、机器人位姿状态传感系统24、云台摄像机25、无线通信模块26。
其中，智能移动机器人4包括智能机器人转台14、行走底盘3、液压支腿13、摆动装置、液压手腕11；智能机器人转台14设置在行走底盘3上，行走底盘3的下面连接液压支腿13；摆动装置包括大臂6、大臂油缸5、二臂7、二臂油缸9、小臂8、小臂油缸10，大臂6、二臂7、小臂8依次通过销轴连接，大臂6的下端铰接在智能机器人转台14上，小臂8的上端与液压手腕11铰接，大臂油缸5缸端固定在智能机器人转台14上、杆端铰接在大臂6上，二臂油缸9的两端分别与二臂7和小臂8铰接，小臂油缸10的两端分别与小臂8、液压手腕11铰接。其中，液压手腕11可以实现绕X轴左右偏摆一定角度，绕Z轴任意角度旋转(在水平状态时)。大臂油缸5、二臂油缸7、小臂油缸10可以联动控制并控制液压手腕11的角度。以上摆动装置和液压手腕的复合动作可使高压喷射架及吸力回收装置12通过密封罩与任何角度的墙面都可以贴合并形成一相对密闭的空间，即按照目标轨迹实现水射流切割。
本发明水射流智能机器人的控制方法是：操作人员操控机器人遥控发射器17的摇杆及按钮即可向机器人4及超高压泵站发出动作指令，遥控发射器信号传输分为有线/无线两种模式，当机器人处于密闭空间或信号受到磁场干扰时可切换到有线传输状态；超高压泵站操作台18可控制高压水系统；无线通信模块20接收移动机器人4传输来的视频信号再传给视频监控器19实时显示工作环境图像；机器人信息显示器21通过无线通信模块20接收移动机器人4传输来的位姿状态信息并用图文形式实时显示，并可对移动机器人4的运行参数进行标定修改；遥控接收器22接收遥控发射器17的动作指令通过CAN总线传输给控制器23，经过编程后输出指令驱动相应的执行机构；机器人位姿状态传感系统24包括油温、压力、位置、测距等传感器，所有位姿状态信息均接入控制器23；云台摄像机25可360°全方位采集移动机器人4的环场视频信息；位姿状态信息及环场视频信息均由无线通信模块26传给远程(有线/无线)多信息交互控制台15实时显示。上述的执行机构包括智能机器人转台14、行走底盘3、液压支腿13、摆动装置、液压手腕11等。
本发明机器人工作时，先将机器人开到离施工墙面合适距离，用水管2连接泵站集装箱1与高压喷射架及吸力回收装置12。预热并启动机器人，操作遥控使液压支腿13伸出落地。操作机器人大臂油缸5、二臂油缸7、小臂油缸10联动，并控制液压手腕11的角度使高压喷射架及吸力回收装置12与墙面贴合并形成一相对密闭的空间。启动泵站，高压水系统开始工作。高压水经高压水管到达高压水喷头，对工作墙面实现水力切割。切割下来的废料与水在密封罩与墙面形成的相对空间形成废水废料悬浮液，该悬浮液经泵站集装箱1内的吸力回收系统作用吸到废水废料处理系统分类处理。实现废料打包，废水净化后再循环利用。
同时，本发明进行拆卸时是通过水射流进行一定范围内的拆卸，水射流可以实现精准去除建筑表皮、局部修复。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种水射流智能机器人，其特征是：它包括智能移动机器人(4)、泵站集装箱(1)、水管(2)、高压喷射架及吸力回收装置(12)、远程多信息交互控制台(15)、移动机器人控制系统(16)；水管(2)包含高压水管和污水回收管，其左右两端分别与泵站集装箱(1)、高压喷射架及吸力回收装置(12)连接；高压喷射架及吸力回收装置(12)连接在智能移动机器人(4)的上面；远程多信息交互控制台(15)设置在泵站集装箱(1)内，移动机器人控制系统(16)设置在智能移动机器人(4)上；远程多信息交互控制台(15)为有线或者无线两种模式。
2.根据权利要求1所述的水射流智能机器人，其特征是：泵站集装箱(1)里内集成有动力源、高压水系统、吸力回收系统；高压水系统、吸力回收系统分别连接水管(2)里的高压水管和污水回收管；动力源可以采用柴油驱动或者电力驱动。
3.根据权利要求2所述的水射流智能机器人，其特征是：泵站集装箱(1)里内还集成有废水废料处理系统；废水废料处理系统与吸力回收系统连通。
4.根据权利要求1所述的水射流智能机器人，其特征是：高压喷射架及吸力回收装置(12)包括密封罩、密封罩底部的高压水喷头和污水回收装置；高压水喷头和污水回收装置分别连接水管(2)里的高压水管和污水回收管；密封罩与工作面形成一个相对密闭的空间。
5.根据权利要求1所述的水射流智能机器人，其特征是：所述的远程多信息交互控制台(15)包括机器人遥控发射器(17)、超高压泵站操作台(18)、视频显视器(19)、无线通信模块(20)、机器人信息显示器(21)；移动机器人控制系统(16)包括机器人遥控接收器(22)、控制器(23)、机器人位姿状态传感系统(24)、云台摄像机(25)、无线通信模块(26)。
6.根据权利要求1-5任一权利要求所述的水射流智能机器人，其特征是：智能移动机器人(4)包括智能机器人转台(14)、行走底盘(3)、液压支腿(13)、摆动装置、液压手腕(11)；智能机器人转台(14)设置在行走底盘(3)上，行走底盘(3)的下面连接液压支腿(13)；摆动装置包括大臂(6)、大臂油缸(5)、二臂(7)、二臂油缸(9)、小臂(8)、小臂油缸(10)，大臂(6)、二臂(7)、小臂(8)依次通过销轴连接，大臂(6)的下端铰接在智能机器人转台(14)上，小臂(8)的上端与液压手腕(11)铰接，大臂油缸(5)缸端固定在智能机器人转台(14)上、杆端铰接在大臂(6)上，二臂油缸(9)的两端分别与二臂(7)和小臂(8)铰接，小臂油缸(10)的两端分别与小臂(8)、液压手腕(11)铰接。
7.权利要求1-6任一权利要求所述的水射流智能机器人的控制方法，其特征是：操作人员操控机器人遥控发射器(17)的摇杆及按钮即可向机器人(4)及超高压泵站发出动作指令，遥控发射器信号传输分为有线/无线两种模式，当机器人处于密闭空间或信号受到磁场干扰时可切换到有线传输状态；超高压泵站操作台(18)可控制高压水系统；无线通信模块(20)接收移动机器人(4)传输来的视频信号再传给视频监控器(19)实时显示工作环境图像；机器人信息显示器(21)通过无线通信模块(20)接收移动机器人(4)传输来的位姿状态信息并用图文形式实时显示，并可对移动机器人(4)的运行参数进行标定修改；遥控接收器(22)接收遥控发射器(17)的动作指令通过CAN总线传输给控制器(23)，经过编程后输出指令驱动相应的执行机构；机器人位姿状态传感系统(24)包括油温、压力、位置、测距等传感器，所有位姿状态信息均接入控制器(23)；云台摄像机(25)可360°全方位采集移动机器人(4)的环场视频信息；位姿状态信息及环场视频信息均由无线通信模块(26)传给远程(有线/无线)多信息交互控制台(15)实时显示。
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