CN109865969A - 可视化操作的磁吸附机器人及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种磁吸附机器人及其工作方法，本磁吸附机器人包括：本体、设置在本体前端的摄像装置、控制器、无线模块、位于本体底部的由控制器控制的磁吸机构、位于本体底部的车轮组件，以及由控制器驱动的直流电机；所述直流电机适于带动车轮组件转动；所述控制器适于通过无线模块将摄像装置采集的图像数据发送至无线手持终端，并接收无线手持终端发送的控制指令，以控制磁吸式焊接机器人实现爬行或焊接；即所述磁吸附机器人在工作台上行驶时，先将磁吸机构收起，当行驶到目的地后，下放磁吸机构，使本体停驻在目的地位置。

Description

可视化操作的磁吸附机器人及其工作方法

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种可视化操作的磁吸附机器人及其工作方法。

背景技术

磁吸式焊接机器人可以在垂直壁上攀爬并完成焊接作业的自动化机器人。特别适合攀爬金属表面进行焊接。

但是磁吸式焊接机器人由于数据线长短的限制，使机器人无法攀爬至较远处后，因此，工作半径受到影响。

基于上述问题，需要设计一种可远程控制的磁吸式焊接机器人及其工作方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种磁吸附机器人及其工作方法，不但能够实现准确焊接，稳定地吸附于工作台，而且容易拆卸。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种磁吸附机器人，包括：

本体、设置在本体前端的摄像装置、控制器、无线模块、位于本体底部的由控制器控制的磁吸机构、位于本体底部的车轮组件，以及由控制器驱动的直流电机；

所述直流电机适于带动车轮组件转动；

所述控制器适于通过无线模块将摄像装置采集的图像数据发送至无线手持终端，并接收无线手持终端发送的控制指令，以控制磁吸式焊接机器人实现爬行或焊接；即

所述磁吸附机器人在工作台上行驶时，先将磁吸机构收起，当行驶到目的地后，下放磁吸机构，使本体停驻在目的地位置。

进一步，所述磁吸机构包括电磁铁、支架、电机、皮带，以及位于支架下方的永磁体；其中

所述电机通过皮带带动支架上下运动；

所述支架包括水平设置的横板和设置在横板两端的纵板，所述电磁铁固定在横板上，两块相对设置的纵板之间形成永磁铁移动通道；

当磁吸机构收起时，即

所述控制器控制电磁铁得电，并控制支架下降，以使永磁铁进入永磁铁移动通道口，由电磁铁吸附上升，脱离本体底部，进入支架内，然后所述控制器控制支架带动永磁体一起上升，使永磁铁与工作台的距离增大，吸附能力下降。

进一步，所述磁吸机构还包括：由控制器控制的电流调节器，以及在一纵板的内侧面设有压力传感器；其中

所述电流调节器用于调节电磁铁内的电流；

所述永磁体的一端设有凸包，永磁体进入支架后，所述凸包适于抵靠压力传感器，所述控制器适于压力传感器的信号控制电流调节器的电流。

进一步，两块相对设置的纵板的向对面设置有一对弹性凸起，所述一对弹性凸起位于压力传感器的下部；以及

所述永磁铁的两端边缘呈圆弧形；

在永磁铁进入永磁铁移动通道内且经过弹性凸起时，所述弹性凸起在永磁体的挤压下缩进，当永磁体经过后，所述弹性凸起弹出；并且

在电磁铁断电后，所述弹性凸起适于支撑永磁体。

又一方面，本发明还提供了一种磁吸附机器人的工作方法，包括：

本体、设置在本体前端的摄像装置、控制器、无线模块、位于本体底部的由控制器控制的磁吸机构、位于本体底部的车轮组件，以及由控制器驱动的直流电机；

所述直流电机适于带动车轮组件转动；

所述控制器适于通过无线模块将摄像装置采集的图像数据发送至无线手持终端，并接收无线手持终端发送的控制指令，以控制磁吸式焊接机器人实现爬行或焊接；即

所述磁吸附机器人在工作台上行驶时，先将磁吸机构收起，当行驶到目的地后，下放磁吸机构，使本体停驻在目的地位置。

进一步，所述磁吸机构包括电磁铁、支架、电机、皮带，以及位于支架下方的永磁体；所述电机通过皮带带动支架上下运动，所述支架包括水平设置的横板和设置在横板两端的纵板，所述电磁铁固定在横板上，两块相对设置的纵板之间形成永磁铁移动通道；当磁吸机构收起时，即所述控制器控制电磁铁得电，并控制支架下降，以使永磁铁进入永磁铁移动通道口，由电磁铁吸附上升，脱离本体底部，进入支架内，然后所述控制器控制支架带动永磁体一起上升，使永磁铁与工作台的距离增大，吸附能力下降。

进一步，所述磁吸机构还包括：由控制器控制的电流调节器，以及在一纵板的内侧面设有压力传感器；其中所述电流调节器用于调节电磁铁内的电流；所述永磁体的一端设有凸包，永磁体进入支架后，所述凸包适于抵靠压力传感器，所述控制器适于压力传感器的信号控制电流调节器的电流。

进一步，两块相对设置的纵板的向对面设置有一对弹性凸起，所述一对弹性凸起位于压力传感器的下部；以及所述永磁铁的两端边缘呈圆弧形；在永磁铁进入永磁铁移动通道内且经过弹性凸起时，所述弹性凸起在永磁体的挤压下缩进，当永磁体经过后，所述弹性凸起弹出；并且在电磁铁断电后，所述弹性凸起适于支撑永磁体。

本发明的有益效果是，本磁吸附机器人及其工作方法采用摄像装置采集机器人行走的图像数据，并且无线发送至无线手持终端，也可以接收无线手持终端发送的控制指令，以方便使用者可视化进行操作控制磁吸式焊接机器人实现爬行或焊接；即所述磁吸附机器人在工作台上行驶时，先将磁吸机构收起，即拆卸永磁铁，所述控制器按照控制指令控制本磁吸附机器人的行驶路线，当行驶到目的地后，下放磁吸机构，即放下永磁铁，使本体停驻在目的地位置，使本磁吸附机器人实现停驻，进而实现焊接等工作。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的磁吸附机器人的结构示意图；

图2是本发明的磁吸附机器人中支架下降的结构示意图；

图3是本发明的磁吸附机器人吸附永磁体后上升的结构示意图；

图4是本发明的磁吸附机器人的电路原理框图。

图中：本体1、磁吸机构2、电磁铁21、支架22、横板221、纵板222、压力传感器223、弹性凸起224、电机23、皮带24、永磁体25、凸包251、车轮组件3、摄像装置4。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例1

如图1至图4所示，本实施例1提供了一种磁吸附机器人，包括：

本体1、控制器、无线模块、位于本体1底部的由控制器控制的磁吸机构2、位于本体1底部的车轮组件3，以及由控制器驱动的直流电机和设置在本体前端的摄像装置4，所述直流电机适于带动车轮组件3动作，进而实现本磁吸附机器人移动；所述控制器适于通过无线模块将摄像装置采集的图像数据发送至无线手持终端，并接收无线手持终端发送的控制指令，以控制磁吸式焊接机器人实现爬行或焊接；即所述磁吸附机器人在工作台上行驶时，先将磁吸机构2收起，即拆卸永磁铁，所述控制器按照控制指令控制本磁吸附机器人的行驶路线，当行驶到目的地后，下放磁吸机构2，即放下永磁铁，使本体1停驻在目的地位置。

所述行驶目的地和行驶路线均可以由无线手持终端进行遥控设置。

所述控制器可以采用ARM处理器，所述无线模块可以采用WiFi模块。

本磁吸附机器人可以作为焊接机器人的车体进行使用。

随着焊接技术领域的发展，对于有些高难度的焊接工作，往往通过焊接机器人进行，为了保障焊接的稳定性，焊接机器人通常采用永磁体保障机器人和轨道的稳定接触，由于永久永磁体吸力强、不需要额外供电、不担心失电滑脱，因此具有很多天然的优势，但是当磁力很强时，焊头就难以对准焊缝、调整也困难，取下时也很困难，因此希望能像电永磁体那样随意改变磁力的有无。

为了使得焊接机器人取下，出现了很多解锁机构，但是已有的机械解锁机构常常不够省力，或机构尺寸庞大不便使用，而且需要单独设置解锁机构，十分麻烦。

因此，基于此目的，本发明还提供了一种结构简单，且能够稳定地吸附于工作台，还能够实现容易拆卸的磁吸机构2。

所述磁吸机构2包括电磁铁21、支架22、电机23、皮带24，以及位于支架22下方的永磁体25；其中所述电机23通过皮带24带动支架22上下运动；所述支架22包括水平设置的横板221和设置在横板221两端的纵板222，所述电磁铁21固定在横板221上，两块相对设置的纵板222之间形成永磁铁移动通道；当磁吸机构2收起时，即所述控制器控制电磁铁21得电，并控制支架22下降，如图2中箭头F1所示，以使永磁铁进入永磁铁移动通道口，由电磁铁21吸附上升，脱离本体1底部，进入支架22内，然后所述控制器控制支架22带动永磁体25一起上升，如图3中箭头F2所示，使永磁铁与工作台的距离增大，吸附能力下降。从而使得本体1与工作台的磁吸附力越来越小，因此使得机器人更容易拆卸。由于先吸附永磁体后再通过电机23向上运动，可以防止永磁体与工作台吸力过大引起的电机23烧毁。

本发明的磁吸机构可以改变永磁体与工作台距离，当本磁吸附机器人工作时，永磁体与工作台距离近，因此可以稳定地吸附在工作台上，当需要拆卸焊接机器人时，加大永磁体与工作台的距离，使得磁吸附作用大大减弱，从而使机器人解除停驻状态。

在本实施例中，永磁体25的厚度为d，则纵板222的高度为1.5d-3d。

在本实施例中可以通过无线手持终端可以将永磁体25的拆卸指令发送至控制器，控制器控制磁吸机构2动作。

所述磁吸机构2还包括：由控制器控制的电流调节器，以及在一纵板222的内侧面设有压力传感器223；其中所述电流调节器用于调节电磁铁21内的电流；所述永磁体25的一端设有凸包251，永磁体25进入支架22后，所述凸包251适于抵靠压力传感器223，所述控制器适于压力传感器223的信号控制电流调节器的电流。

具体的，当凸包251适于抵靠压力传感器223后，表明永磁体25已经被吸引，然后电机带动皮带24工作，从而使得支架22向上运动，位于支架22上的电磁铁21和永磁体25也向上运动，由于永磁体25距离工作台越来越远，从而使得本体1与工作台的磁吸附力越来越小，因此使得机器人更容易拆卸。

为了使得磁吸机构2稳定工作，两块相对设置的纵板222的向对面设置有一对弹性凸起224，所述一对弹性凸起224位于压力传感器223的下部；以及所述永磁铁的两端边缘呈圆弧形；在永磁铁进入永磁铁移动通道内且经过弹性凸起224时，所述弹性凸起224在永磁体25的挤压下缩进，当永磁体25经过后，所述弹性凸起224弹出；并且在电磁铁21断电后，所述弹性凸起224适于支撑永磁体25。

所述弹性凸起224可以位于永磁铁移动通道的开口位置。

其中，弹性凸起224的支撑力足以在永磁铁脱离本体1底部后，且在电磁铁21磁性消失后，对永磁铁进行支撑；但当支架22下降后，永磁铁接近本体1底部，且与工作台产生吸引后，此时能够使弹性凸起224缩进，使永磁铁掉落。本领域技术人员可以通过反复调试可以获得较为合适的弹性凸起224的弹力，因此，上述对弹性凸起224的弹力限定是清楚的。

实施例2

在实施例1基础上，本实施例2提供了一种磁吸附机器人的工作方法，包括：

本体1、控制器、无线模块、位于本体1底部的由控制器控制的磁吸机构2、位于本体1底部的车轮组件3，以及由控制器驱动的直流电机；所述直流电机适于带动车轮组件3转动；所述控制器适于通过无线模块接收控制指令，即所述磁吸附机器人在工作台上行驶时，先将磁吸机构2收起，即拆卸永磁铁，当行驶到目的地后，下放磁吸机构2，即放下永磁铁，使本体1停驻在目的地位置。

在本实施例中，所述磁吸机构2包括电磁铁21、支架22、电机、皮带24，以及位于支架22下方的永磁体25；所述电机通过皮带24带动支架22上下运动，所述支架22包括水平设置的横板221和设置在横板221两端的纵板222，所述电磁铁21固定在横板221上，两块相对设置的纵板222之间形成永磁铁移动通道；当磁吸机构2收起时，即所述控制器控制电磁铁21得电，并控制支架22下降，以使永磁铁进入永磁铁移动通道口，由电磁铁21吸附上升，脱离本体1底部，进入支架22内，然后所述控制器控制支架22带动永磁体25一起上升，使永磁铁与工作台的距离增大，吸附能力下降。从而使得本体1与工作台的磁吸附力越来越小，因此使得机器人更容易拆卸。

在本实施例中，永磁体25的厚度为d，则纵板222的高度为1.5d-3d。

在本实施例中可以通过无线手持终端可以将永磁体25的拆卸指令发送至控制器，控制器控制磁吸机构2动作。

所述磁吸机构2还包括：由控制器控制的电流调节器，以及在一纵板222的内侧面设有压力传感器223；其中所述电流调节器用于调节电磁铁21内的电流；所述永磁体25的一端设有凸包251，永磁体25进入支架22后，所述凸包251适于抵靠压力传感器223，所述控制器适于压力传感器223的信号控制电流调节器的电流。

具体的，当凸包251适于抵靠压力传感器223后，表明永磁体25已经被吸引，然后电机带动皮带24工作，从而使得支架22向上运动，位于支架22上的电磁铁21和永磁体25也向上运动，由于永磁体25距离工作台越来越远，从而使得本体1与工作台的磁吸附力越来越小，因此使得机器人更容易拆卸。

为了使得磁吸机构2稳定工作，两块相对设置的纵板222的向对面设置有一对弹性凸起224，所述一对弹性凸起224位于压力传感器223的下部；以及所述永磁铁的两端边缘呈圆弧形；在永磁铁进入永磁铁移动通道内且经过弹性凸起224时，所述弹性凸起224在永磁体25的挤压下缩进，当永磁体25经过后，所述弹性凸起224弹出；并且在电磁铁21断电后，所述弹性凸起224适于支撑永磁体25。

所述弹性凸起224可以位于永磁铁移动通道的开口位置。

其中，弹性凸起224的支撑力足以在永磁铁脱离本体1底部后，且在电磁铁21磁性消失后，对永磁铁进行支撑；但当支架22下降后，永磁铁接近本体1底部，且与工作台产生吸引后，此时能够使弹性凸起224缩进，使永磁铁掉落。本领域技术人员可以通过反复调试可以获得较为合适的弹性凸起224的弹力，因此，上述对弹性凸起224的弹力限定是清楚的。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种磁吸附机器人，其特征在于，包括：

本体、设置在本体前端的摄像装置、控制器、无线模块、位于本体底部的由控制器控制的磁吸机构、位于本体底部的车轮组件，以及由控制器驱动的直流电机；

所述直流电机适于带动车轮组件转动；

所述控制器适于通过无线模块将摄像装置采集的图像数据发送至无线手持终端，并接收无线手持终端发送的控制指令，以控制磁吸式焊接机器人实现爬行或焊接；即

所述磁吸附机器人在工作台上行驶时，将磁吸机构收起，当行驶到目的地后，下放磁吸机构，使本体停驻在目的地位置。

2.根据权利要求1所述的磁吸附机器人，其特征在于，

所述磁吸机构包括电磁铁、支架、电机、皮带，以及位于支架下方的永磁体；其中

所述电机通过皮带带动支架上下运动；

所述支架包括水平设置的横板和设置在横板两端的纵板，所述电磁铁固定在横板上，两块相对设置的纵板之间形成永磁铁移动通道；

当磁吸机构收起时，即

所述控制器控制电磁铁得电，并控制支架下降，以使永磁铁进入永磁铁移动通道口，由电磁铁吸附上升，脱离本体底部，进入支架内，然后所述控制器控制支架带动永磁体一起上升，使永磁铁与工作台的距离增大，吸附能力下降。

3.根据权利要求2所述的磁吸附机器人，其特征在于，

所述磁吸机构还包括：由控制器控制的电流调节器，以及在一纵板的内侧面设有压力传感器；其中

所述电流调节器用于调节电磁铁内的电流；

所述永磁体的一端设有凸包，永磁体进入支架后，所述凸包适于抵靠压力传感器，所述控制器适于压力传感器的信号控制电流调节器的电流。

4.根据权利要求3所述的磁吸附机器人，其特征在于，

两块相对设置的纵板的向对面设置有一对弹性凸起，所述一对弹性凸起位于压力传感器的下部；以及

所述永磁铁的两端边缘呈圆弧形；

在永磁铁进入永磁铁移动通道内且经过弹性凸起时，所述弹性凸起在永磁体的挤压下缩进，当永磁体经过后，所述弹性凸起弹出；并且

在电磁铁断电后，所述弹性凸起适于支撑永磁体。

5.一种磁吸附机器人的工作方法，其特征在于，包括：

本体、设置在本体前端的摄像装置、控制器、无线模块、位于本体底部的由控制器控制的磁吸机构、位于本体底部的车轮组件，以及由控制器驱动的直流电机；

所述直流电机适于带动车轮组件转动；

所述控制器适于通过无线模块将摄像装置采集的图像数据发送至无线手持终端，并接收无线手持终端发送的控制指令，以控制磁吸式焊接机器人实现爬行或焊接；即

所述磁吸附机器人在工作台上行驶时，先将磁吸机构收起，当行驶到目的地后，下放磁吸机构，使本体停驻在目的地位置。

6.根据权利要求5所述的工作方法，其特征在于，

所述磁吸机构包括电磁铁、支架、电机、皮带，以及位于支架下方的永磁体；

所述电机通过皮带带动支架上下运动，所述支架包括水平设置的横板和设置在横板两端的纵板，所述电磁铁固定在横板上，两块相对设置的纵板之间形成永磁铁移动通道；

当磁吸机构收起时，即

所述控制器控制电磁铁得电，并控制支架下降，以使永磁铁进入永磁铁移动通道口，由电磁铁吸附上升，脱离本体底部，进入支架内，然后所述控制器控制支架带动永磁体一起上升，使永磁铁与工作台的距离增大，吸附能力下降。

7.根据权利要求6所述的工作方法，其特征在于，

所述磁吸机构还包括：由控制器控制的电流调节器，以及在一纵板的内侧面设有压力传感器；其中

所述电流调节器用于调节电磁铁内的电流；

所述永磁体的一端设有凸包，永磁体进入支架后，所述凸包适于抵靠压力传感器，所述控制器适于压力传感器的信号控制电流调节器的电流。

8.根据权利要求7所述的工作方法，其特征在于，

两块相对设置的纵板的向对面设置有一对弹性凸起，所述一对弹性凸起位于压力传感器的下部；以及

所述永磁铁的两端边缘呈圆弧形；

在永磁铁进入永磁铁移动通道内且经过弹性凸起时，所述弹性凸起在永磁体的挤压下缩进，当永磁体经过后，所述弹性凸起弹出；并且

在电磁铁断电后，所述弹性凸起适于支撑永磁体。