CN108048971A - 用于落纱机器人的驱动盘装置、落纱机器人及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于落纱机器人的驱动盘装置、落纱机器人及控制方法，实现落纱机器人自动上下车，同时为落纱机器人在地面上行走、在细纱机导轨上行走提供动力。所述驱动盘装置，包括顶板，以及分别与顶板连接的驱动单元、定位单元和旋转轴，驱动单元可使驱动盘装置绕旋转轴转动。

Description

用于落纱机器人的驱动盘装置、落纱机器人及控制方法

技术领域

本发明涉及落纱机器人领域，具体来说，涉及用于落纱机器人的驱动盘装置、落纱机器人及控制方法。

背景技术

现有落纱机器人底部设有四个万向轮和两个负载轮。人力推行落纱机器人到细纱机一侧后，两端升降装置升起，负载轮跟随落纱机器人本体升起，四个万向轮保持在地面上，然后人力侧向推行落纱机器人贴靠到细纱机上，然后升降装置下降，落纱机器人的上导轮落在细纱机上导轨上。在上导轨上行走需要再在上导轮上增加动力。落纱机器人下车时，落纱机器人两端升降装置升起，人力将落纱机器人拉出一定距离后，升降装置再下降。这种方式人力操作多，繁琐且费力。同时，上导轮的动力只能在挂上细纱机后，在上导轨上使用，在地面推行时无法使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于落纱机器人的驱动盘装置、落纱机器人及控制方法，实现落纱机器人自动上下车，同时为落纱机器人在地面上行走、在细纱机导轨上行走提供动力。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种用于落纱机器人的驱动盘装置，所述装置包括顶板，以及分别与顶板连接的驱动单元、定位单元和旋转轴，驱动单元可使驱动盘装置绕旋转轴转动。

作为优选例，所述驱动单元包括驱动轮和驱动电机，驱动电机通过第一连接件与顶板连接，驱动轮和驱动电机的动力输出轴连接。

作为优选例，所述驱动单元还包括压缩弹簧，压缩弹簧的一端与顶板固定连接，压缩弹簧的另一端与第一连接件连接，第一连接件与驱动电机固定连接。

作为优选例，所述驱动单元包括两个压缩弹簧，两个压缩弹簧布设在驱动轮两侧。

作为优选例，所述驱动单元还包括减速机，所述减速机连接在驱动轮和驱动电机之间。

作为优选例，所述驱动单元为两个，两个驱动单元布设在顶板下部。

作为优选例，所述旋转轴位于两个驱动轮的对称中心上。

作为优选例，所述定位单元包括定位销和第一升降装置，第一升降装置与顶板固定连接，定位销与第一升降装置连接；第一升降装置驱动定位销上下移动。

另一方面，本发明实施例还提供一种落纱机器人，包括含有万向轮的底盘、本体、第二升降装置和驱动盘装置，第二升降装置连接在底盘和本体之间，驱动盘装置位于底盘下方；底盘中设有旋转孔和定位孔；所述驱动盘装置包括顶板，以及分别与顶板连接的驱动单元、定位单元和旋转轴，旋转轴一端穿过底盘的旋转孔，驱动单元可使驱动盘装置绕旋转轴转动。

作为优选例，所述驱动单元包括驱动轮和驱动电机，驱动电机通过第一连接件与顶板连接，驱动轮和驱动电机的动力输出轴连接。

作为优选例，所述驱动单元还包括压缩弹簧，压缩弹簧的一端与顶板固定连接，压缩弹簧的另一端与第一连接件连接，第一连接件与驱动电机固定连接。

作为优选例，所述驱动单元包括两个压缩弹簧，两个压缩弹簧布设在驱动轮两侧。

作为优选例，所述驱动单元为两个，两个驱动单元布设在顶板下部。

作为优选例，所述旋转轴位于两个驱动轮的对称中心上。

作为优选例，所述定位单元包括定位销和第一升降装置，第一升降装置与顶板固定连接，定位销与第一升降装置连接；定位销与底盘的定位孔相对；第一升降装置驱动定位销移入或移出定位孔。

作为优选例，所述旋转轴分别与顶板和底盘转动连接，且顶板和底盘之间设有滚珠。

第三方面，本发明实施例提供一种落纱机器人的控制方法，所述方法包括下列四过程中的一个或者任意组合：

贴靠细纱机过程：将第二升降装置升起，然后通过第一升降装置将定位销向下移动，使得定位销脱离底盘上的定位孔，随后启动驱动单元，使得两个驱动轮分别做正反向转动，带动驱动盘装置转动90度，转动后的驱动盘装置可向细纱机方向行进；

上车及工作过程：落纱机器人贴靠细纱机后，将第二升降装置下降，使得落纱机器人的上导轮落在细纱机的上导轨上；利用驱动电机驱动两个驱动轮分别做正反向转动，使驱动盘装置旋转到与落纱机器人相竖直的方向；利用第一升降装置控制定位销顶出，位于底盘2的定位孔中，从而锁定驱动盘装置；利用驱动电机控制两个驱动轮同向转动，使得落纱机器人沿细纱机上导轨前进工作；

下车过程：将第二升降装置升起，使得落纱机器人的上导轮脱离细纱机的上导轨，利用第一升降装置使得定位销脱离定位孔，再利用驱动电机控制两个驱动轮分别做正反转，使驱动盘旋转90度，随后利用驱动电机控制两个驱动轮同向旋转，使得落纱机器人横向行驶，远离细纱机；

行走过程：下车之后，控制第二升降装置下降，本体下降，利用驱动电机控制两个驱动轮分别做正反转旋转90度，使得驱动盘装置旋转到与落纱机器人相竖直的方向，利用第一升降装置使得定位销位于定位孔中；再利用驱动电机控制两个驱动轮同向旋转，使得落纱机器人行走。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下优点：实现落纱机器人自动上下车，同时为落纱机器人在地面上行走、在细纱机导轨上行走提供动力。本实施例中的驱动盘装置包括驱动单元。驱动单元为落纱机器人的转向、行走提供动力。因此，在落纱机器人转向、行走过程中，无需人力推行落纱机器人，大大节省了人力。本实施例的落纱机在挂靠细纱机的过程中，以及在导轨上工作时，都由驱动单元提供行走动力，无需人力推行，也无需细纱机提供动力设备。本实施例的落纱机器人依靠第二升降装置以及驱动盘装置，实现了自动上车下车操作，无需人力推行配合。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例中驱动盘装置的结构示意图；

图3是本发明实施例中驱动盘装置的侧视图。

图中有：驱动盘装置1、顶板11、驱动单元12、驱动轮121、驱动电机122、压缩弹簧123、定位单元13、定位销131、第一升降装置132、旋转轴14、底盘2、本体3、第二升降装置4。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案进行详细的说明。

如图2和图3所示，本发明实施例的一种用于落纱机器人的驱动盘装置，包括顶板11，以及分别与顶板11连接的驱动单元12、定位单元13和旋转轴14。驱动单元12可使驱动盘装置绕旋转轴14转动。旋转轴14与顶板11可固定连接，也可通过滚珠转动连接。

上述实施例的驱动盘装置中，驱动单元12可使驱动盘装置绕旋转轴14转动，也可使驱动盘装置行走。定位单元13用于与驱动单元12配合，实现驱动盘装置的不同功能。当驱动盘装置转动时，定位单元13将取消驱动盘装置与落纱机器人底盘的定位，使得驱动单元12带动驱动盘装置绕旋转轴14转动。当驱动盘装置行走时，定位单元13将驱动盘装置与落纱机器人底盘进行固定，使得驱动单元12带动驱动盘装置行走。驱动单元12与定位单元13的配合，实现了驱动盘装置的行走与转向。驱动盘装置安装在落纱机器人的下部，实现落纱机器人不同方向的行走。

作为优选例，所述驱动单元12包括驱动轮121和驱动电机122，驱动电机122通过第一连接件与顶板11连接，驱动轮121和驱动电机122的动力输出轴连接。本优选例中，驱动单元12包括驱动轮121和驱动电机122，利用驱动电机122带动驱动轮121转动。驱动单元12用于驱动驱动轮121转动，只要动力机构能够驱动驱动轮121转动即可。本优选例中选用驱动电机122。

如果驱动电机122直接与顶板11连接，或者通过第一连接件直接与顶板11连接，那么驱动轮121的高度就固定。当地面不平坦时，驱动轮121就无法实时与地面接触。为此，本优选例中，驱动单元12还包括压缩弹簧123，压缩弹簧123的一端与顶板11固定连接，压缩弹簧123的另一端与第一连接件连接，第一连接件与驱动电机122固定连接。

这样，当地面不平时，由于顶板11位置不变，在压缩弹簧123的作用下，驱动电机122向下移动，使得驱动轮121与地面接触。这就实现了驱动轮121实时与地面接触。设置压缩弹簧123时，第一连接件与顶板11之间不直接连接，而是通过压缩弹簧123与顶板11连接。

为达到平衡的目的，所述驱动单元12包括两个压缩弹簧123，两个压缩弹簧123布设在驱动轮121两侧。每个驱动轮121在两个压缩弹簧123的作用下，可确保驱动轮121位置高度自动调节时，保持稳定。

为调节驱动轮121的转速，本优选例中，驱动单元12还包括减速机，所述减速机连接在驱动轮121和驱动电机122之间。通过设置减速机，有效调节了驱动轮121的转速。

本优选例中，所述驱动单元12为两个，两个驱动单元12布设在顶板11下部。两个驱动单元12对称布设，使得整个驱动盘装置的行走或转弯，具有稳定性。两个驱动单元12包含两个驱动轮121。作为优选，旋转轴14位于两个驱动轮121的对称中心上。

本优选例中，定位单元13包括定位销131和第一升降装置132，第一升降装置132与顶板11固定连接，定位销131与第一升降装置132连接；第一升降装置132驱动定位销131上下移动。第一升降装置132用于调节定位销131的升降。第一升降装置132可采用气缸、电机或其他动力装置。第一升降装置132与顶板11可直接固定连接，也可通过连接件与顶板11固定连接。当定位销131向上移动，进入底盘上的定位孔中，则驱动盘装置相对于底盘来说，不能旋转，只能行走。当定位销131向下移动，脱离底盘上的定位孔，则驱动盘装置可旋转，可行走。

本发明实施例还提供一种落纱机器人。该落纱机器人包括上述实施例的驱动盘装置。通过设置该驱动盘装置实现了落纱机器人的自动转弯或者行走。具体来说，如图1所示，本实施例的落纱机器人，包括含有万向轮的底盘2、本体3、第二升降装置4和驱动盘装置1，第二升降装置4连接在底盘2和本体3之间，驱动盘装置位于底盘2下方；底盘2中设有旋转孔和定位孔。驱动盘装置1包括顶板11，以及分别与顶板11连接的驱动单元12、定位单元13和旋转轴14，旋转轴14一端穿过底盘2上的旋转孔，驱动单元12可使驱动盘装置1绕旋转轴14转动。

上述实施例中，第二升降装置4连接在底盘2和本体3之间。第二升降装置4的升降，可以调节底盘2和本体3之间的距离，使得落纱机器人能够悬挂在细纱机上，或者从细纱机上脱离。驱动盘装置1的顶板11和底盘2之间可设有滚珠，使得驱动盘装置1易于旋转。定位单元13与底盘2上的定位孔相对。旋转轴14一端穿过底盘2上的旋转孔。当定位单元13脱离定位孔时，驱动单元12可使驱动盘装置1绕旋转轴14转动。当定位单元13位于定位孔中时，驱动单元12可使驱动盘装置1行走，驱动盘装置1不能绕旋转轴14转动。

上述实施例中，在落纱机器人中设置了驱动盘装置1。利用驱动盘装置1实现落纱机器人的行走以及转向。这样将落纱机器人挂靠到细纱机上时，无需人力费力推行，可实现自动上车、下车过程。驱动盘装置1中设有驱动单元。驱动单元可以为落纱机器人行走提供动力，无需人力推行。同时，落纱机器人在细纱机上工作时，仍然由驱动盘装置1提供动力，无需增加另外的驱动装置，如旧款落纱机器人的上导轮驱动。也就是说，驱动盘装置1能为落纱机器人地面推行、上下车、以及在上导轨上工作时提供动力。功能多，用处广，同时节省劳动强度。

上述实施例中，所述驱动单元12包括驱动轮121和驱动电机122，驱动电机122通过第一连接件与顶板11连接，驱动轮121和驱动电机122的动力输出轴连接。利用驱动电机122带动驱动轮121转动。驱动单元12用于驱动驱动轮121转动，只要动力机构能够驱动驱动轮121转动即可。本优选例中选用驱动电机122。

上述实施例中，所述驱动单元12还包括压缩弹簧123，压缩弹簧123的一端与顶板11固定连接，压缩弹簧123的另一端与第一连接件连接，第一连接件与驱动电机122固定连接。当地面不平时，由于顶板11位置不变，在压缩弹簧123的作用下，驱动电机122向下移动，使得驱动轮121与地面接触。这就实现了驱动轮121实时与地面接触。设置压缩弹簧123时，第一连接件与顶板11之间不直接连接，而是通过压缩弹簧123与顶板11连接。

上述实施例中，所述驱动单元12包括两个压缩弹簧123，两个压缩弹簧123布设在驱动轮121两侧。每个驱动轮121在两个压缩弹簧123的作用下，可确保驱动轮121位置高度自动调节时，保持稳定。

上述实施例中，所述驱动单元12还包括减速机，所述减速机连接在驱动轮121和驱动电机122之间。通过设置减速机，有效调节了驱动轮121的转速。

上述实施例中，所述驱动单元12为两个，两个驱动单元12布设在顶板11下部。两个驱动单元12对称布设，使得整个驱动盘装置的行走或转弯，具有稳定性。两个驱动单元12包含两个驱动轮121。作为优选，旋转轴14位于两个驱动轮121的对称中心上。

上述实施例中，所述定位单元13包括定位销131和第一升降装置132，第一升降装置132与顶板11固定连接，定位销131与第一升降装置132连接；第一升降装置132驱动定位销131上下移动；定位销131与底盘2上的定位孔相对。第一升降装置132用于调节定位销131的升降。第一升降装置132可采用气缸、电机或其他动力装置。当定位销131向上移动，进入底盘上的定位孔中，则驱动盘装置相对于底盘来说，不能旋转，只能行走。当定位销131向下移动，脱离底盘上的定位孔，则驱动盘装置可旋转，可行走。

作为优选，所述旋转轴14分别与顶板11和底盘2转动连接，且顶板11和底盘2之间设有滚珠。在顶板11和底盘2之间设有滚珠，使得驱动盘装置1转动时的阻力更小。

上述实施例的落纱机器人工作过程如下：

前期准备工作：落纱机器人在车间过道里推行或自动行走，然后行至细纱机一侧。在此过程中，驱动盘装置1中的定位销一端位于底盘2的定位孔中。

贴靠细纱机过程：将第二升降装置4升起，使得本体3也向上升起，然后通过第一升降装置132将定位销131向下移动，使得定位销131脱离底盘2上的定位孔，随后启动驱动单元12，使得两个驱动轮121分别做正反向转动，使得驱动盘装置1绕旋转轴14旋转。当旋转到90度时，停止旋转。最后控制驱动电机122，使得两个驱动轮121同向转动，整个落纱机器人向细纱机移动。两个驱动轮121正反向转动是指两个驱动轮121沿不同方向转动。

由于落纱机器人在推入细纱机一侧后与细纱机不一定平行，所以落纱机器人在靠轨时头尾有前后不同步现象，所以驱动盘装置1在旋转到90度后，没有在90度方向上增加一个定位孔，供定位销131插入。在靠轨过程中，驱动盘装置1可以继续旋转摆动。

上车及工作过程：落纱机器人贴靠细纱机后，将第二升降装置4下降，使得落纱机器人的上导轮落在细纱机的上导轨上；利用驱动电机122驱动两个驱动轮121分别做正反向转动，使驱动盘装置1旋转到与落纱机器人相竖直的方向；利用第一升降装置132控制定位销131顶出，位于底盘2的定位孔中，从而锁定驱动盘装置1；利用驱动电机122控制两个驱动轮121同向转动，使得落纱机器人沿细纱机上导轨前进工作。

下车过程：将第二升降装置4升起，使得落纱机器人的上导轮脱离细纱机的上导轨，利用第一升降装置132使得定位销131脱离定位孔，再利用驱动电机122控制两个驱动轮121分别做正反转，使驱动盘旋转90度，随后利用驱动电机122控制两个驱动轮121同向旋转，使得落纱机器人横向行驶，远离细纱机；

行走过程：下车之后，控制第二升降装置4下降，本体3下降，利用驱动电机122控制两个驱动轮121分别做正反转，使驱动盘旋转90度，驱动盘装置（1）旋转到与落纱机器人相竖直的方向，利用第一升降装置使得定位销131位于定位孔中；再利用驱动电机122控制两个驱动轮121同向旋转，使得落纱机器人行走。落纱机器人可以行到下一台细纱机了。

上述过程中，落纱机器人无需人力推动。利用驱动盘装置1实现落纱机器人转向、行走。这大大节省了人力。同时，驱动盘装置1中设有驱动单元12。驱动单元12驱动落纱机器人转向、行走，并为落纱机器人在细纱机上的工作提供动力，无需细纱机提供动力设备。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的技术人员应该了解，本发明不受上述具体实施例的限制，上述具体实施例和说明书中的描述只是为了进一步说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由权利要求书及其等效物界定。

Claims (17)

1.一种用于落纱机器人的驱动盘装置，其特征在于，所述装置包括顶板（11），以及分别与顶板（11）连接的驱动单元（12）、定位单元（13）和旋转轴（14），驱动单元（12）可使驱动盘装置绕旋转轴（14）转动。

2.按照权利要求1所述的用于落纱机器人的驱动盘装置，其特征在于，

所述驱动单元（12）包括驱动轮（121）和驱动电机（122），驱动电机（122）通过第一连接件与顶板（11）连接，驱动轮（121）和驱动电机（122）的动力输出轴连接。

3.按照权利要求2所述的用于落纱机器人的驱动盘装置，其特征在于，所述驱动单元（12）还包括压缩弹簧（123），压缩弹簧（123）的一端与顶板（11）固定连接，压缩弹簧（123）的另一端与第一连接件连接，第一连接件与驱动电机（122）固定连接。

4.按照权利要求3所述的用于落纱机器人的驱动盘装置，其特征在于，所述驱动单元（12）包括两个压缩弹簧（123），两个压缩弹簧（123）布设在驱动轮（121）两侧。

5.按照权利要求2所述的用于落纱机器人的驱动盘装置，其特征在于，

所述驱动单元（12）还包括减速机，所述减速机连接在驱动轮（121）和驱动电机（122）之间。

6.按照权利要求1—5中任何一项所述的用于落纱机器人的驱动盘装置，其特征在于，所述驱动单元（12）为两个，两个驱动单元（12）布设在顶板（11）下部。

7.按照权利要求6所述的用于落纱机器人的驱动盘装置，其特征在于，所述旋转轴（14）位于两个驱动轮（121）的对称中心上。

8.按照权利要求2所述的用于落纱机器人的驱动盘装置，其特征在于，

所述定位单元（13）包括定位销（131）和第一升降装置（132），第一升降装置（132）与顶板（11）固定连接，定位销（131）与第一升降装置（132）连接；第一升降装置（132）驱动定位销（131）上下移动。

9.一种落纱机器人，其特征在于，包括含有万向轮的底盘（2）、本体（3）、第二升降装置（4）和驱动盘装置（1），第二升降装置（4）连接在底盘（2）和本体（3）之间，驱动盘装置（1）位于底盘（2）下方；底盘（2）中设有旋转孔和定位孔；

所述驱动盘装置（1）包括顶板（11），以及分别与顶板（11）连接的驱动单元（12）、定位单元（13）和旋转轴（14），旋转轴（14）一端穿过底盘（2）的旋转孔，驱动单元（12）可使驱动盘装置（1）绕旋转轴（14）转动。

10.按照权利要求9所述的落纱机器人，其特征在于，所述驱动单元（12）包括驱动轮（121）和驱动电机（122），驱动电机（122）通过第一连接件与顶板（11）连接，驱动轮（121）和驱动电机（122）的动力输出轴连接。

11.按照权利要求10所述的落纱机器人，其特征在于，所述驱动单元（12）还包括压缩弹簧（123），压缩弹簧（123）的一端与顶板（11）固定连接，压缩弹簧（123）的另一端与第一连接件连接，第一连接件与驱动电机（122）固定连接。

12.按照权利要求11所述的落纱机器人，其特征在于，所述驱动单元（12）包括两个压缩弹簧（123），两个压缩弹簧（123）布设在驱动轮（121）两侧。

13.按照权利要求9—12中任何一项所述的落纱机器人，其特征在于，所述驱动单元（12）为两个，两个驱动单元（12）布设在顶板（11）下部。

14.按照权利要求13所述的落纱机器人，其特征在于，所述旋转轴（14）位于两个驱动轮（121）的对称中心上。

15.按照权利要求9所述的落纱机器人，其特征在于，所述定位单元（13）包括定位销（131）和第一升降装置（132），第一升降装置（132）与顶板（11）固定连接，定位销（131）与第一升降装置（132）连接；定位销（131）与底盘（2）的定位孔相对；第一升降装置（132）驱动定位销（131）移入或移出定位孔。

16.按照权利要求9所述的落纱机器人，其特征在于，所述旋转轴（14）分别与顶板（11）和底盘（2）转动连接，且顶板（11）和底盘（2）之间设有滚珠。

17.一种落纱机器人的控制方法，其特征在于，所述方法包括下列四过程中的一个或者任意组合：

贴靠细纱机过程：将第二升降装置（4）升起，然后通过第一升降装置（132）将定位销（131）向下移动，使得定位销（131）脱离底盘（2）上的定位孔，随后启动驱动单元（12），使得两个驱动轮（121）分别做正反向转动，带动驱动盘装置（1）转动90度，转动后的驱动盘装置（1）可向细纱机方向行进；

上车及工作过程：落纱机器人贴靠细纱机后，将第二升降装置（4）下降，使得落纱机器人的上导轮落在细纱机的上导轨上；利用驱动电机（122）驱动两个驱动轮（121）分别做正反向转动，使驱动盘装置（1）旋转到与落纱机器人相竖直的方向；利用第一升降装置（132）控制定位销（131）顶出，位于底盘2的定位孔中，从而锁定驱动盘装置（1）；利用驱动电机（122）控制两个驱动轮（121）同向转动，使得落纱机器人沿细纱机上导轨前进工作；

下车过程：将第二升降装置（4）升起，使得落纱机器人的上导轮脱离细纱机的上导轨，利用第一升降装置（132）使得定位销（131）脱离定位孔，再利用驱动电机（122）控制两个驱动轮（121）分别做正反转，使驱动盘旋转90度，随后利用驱动电机（122）控制两个驱动轮（121）同向旋转，使得落纱机器人横向行驶，远离细纱机；

行走过程：下车之后，控制第二升降装置（4）下降，本体（3）下降，利用驱动电机（122）控制两个驱动轮（121）分别做正反转，使驱动盘旋转90度，驱动盘装置（1）旋转到与落纱机器人相竖直的方向，利用第一升降装置使得定位销（131）位于定位孔中；再利用驱动电机（122）控制两个驱动轮（121）同向旋转，使得落纱机器人行走。