CN109895138A - 建筑室内工程智能机器人的水平自稳平台及机器人 - Google Patents

Abstract

一种建筑室内工程智能机器人的水平自稳平台及机器人，它包括：基座；其连接中央立柱和多个间隔设置的铰链部，中央立柱枢接支撑梁；所述铰链部连接第一可伸缩支链，第一可伸缩支链的上铰链连接动平台板；铰链部连接第二可伸缩支链，所述第二可伸缩支链与支撑梁顶持连接；所述支撑梁与动平台板铰接；传感器，其设于平台板上；控制器，其连接伺服驱动部，所述控制器接收传感器检测的位置变化，以指令所述第一可伸缩支链与第二可伸缩支链受伺服驱动部的驱动以实现升缩，从而使动平台板处于水平状态。它结构简单、易于实现规模化生产制造、安全可靠、自稳自调水平、并联联动支撑、刚度好、承载力大、机构紧凑等突出特点。

Description

建筑室内工程智能机器人的水平自稳平台及机器人

技术领域

本发明涉及一种建筑室内工程智能机器人的水平自稳平台及机器人。

背景技术

建筑室内装饰行业一直以来都是人手工或通过简单的机械辅助作业，劳动强度大，成品精度无法保证，工作环境恶劣；工作效率低且难以持续提高，成品加工精度无法持续保证，工作环境恶劣，这种种弊端这种种弊端使得目前的中国市场上有大约20万家装饰公司，据调查装修工人的平均年龄超过40岁，且少有年轻劳动力注入。这就使得这个行业的劳动力成本急剧提升，装饰公司面临“后续无匠”的尴尬处境。因此，人们都迫切需要研发一种精通娴熟装饰工艺工程技巧，能够替代部分人工劳动的建筑室内工程智能机器人来从事繁重的建筑工作。

建筑施工工地工作环境恶劣，建筑施工现场空间多变，很多应用场景都是超高超大的，而智能机器人配置的机械臂受空间、自重等的限制，不可能无限延伸。因此，智能机器人配备升降机构，将机械臂装置置于升降机构顶部用以扩大机械臂的垂直工作范围是较为常规的方法，但这种处理方式又带来另一个困扰：

这在建筑施工工地中常见的未找平地面中，仅当地面坡度大于3⁰，或地面稍有点不平整对智能机器人基座水平的扰动都将被升降机构数倍的放大，使智能机器人的重心偏离，不但急剧加大智能机器人的不稳定性产生倒伏的危险和事故，而且还将使机器臂基座在随升降机构上下运动时产生不可测的位移偏差，而且这种位移偏差值将随着升降高度的增加而线性放大，严重影响加工精度。不但如此，机器人从位移、定位、机械臂运动到加工工具加工整个过程中，各种制造、测量、机械装配、运动等的积累误差如果不加有效控制和隔离，传导到末端会极大影响加工精度，需要在整个过程中插入修正单元，用以隔离和修正前面累积误差。

为了克服上述的缺陷和满足施工精度要求，我们研制了一种建筑室内工程智能机器人的水平自稳平台及机器人，自稳平台主要作用就是修正地面不平整造成的扰动以及抑制动基座产生的扰动，为升降机及机械臂工作提供较为自稳的平面，它可以有效的解决上述问题，使智能机器人正真在建筑行业得到大面积推广，有效改善施工品质和施工质量，减轻工人劳动强度和健康卫生水平。

发明内容

本发明的目的所要解决的技术问题是要提供一种建筑室内工程智能机器人的水平自稳平台及机器人，它结构简单、易于实现规模化生产制造、安全可靠、自稳自调水平、并联联动支撑、刚度好、承载力大、机构紧凑等突出特点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种建筑室内工程智能机器人的水平自稳平台，它包括：

基座；其连接中央立柱和多个间隔设置的铰链部，中央立柱枢接支撑梁；所述铰链部连接第一可伸缩支链，第一可伸缩支链的上铰链连接动平台板；铰链部连接第二可伸缩支链，所述第二可伸缩支链与支撑梁顶持连接；所述支撑梁与动平台板铰接；

传感器，其设于平台板上；

控制器，其连接伺服驱动部，所述控制器接收传感器检测的位置变化，以指令所述第一可伸缩支链与第二可伸缩支链受伺服驱动部的驱动以实现升缩，从而使动平台板处于水平状态。

于本发明的一个或者多个实施例中，所述第一可伸缩支链的数量为多根。

于本发明的一个或者多个实施例中，所述第二可伸缩支链数量为多根。

于本发明的一个或者多个实施例中，所述传感器包括陀螺仪或三轴加速度传感器或速度传感器或倾角传感器。

于本发明的一个或者多个实施例中，所述伺服驱动部包括伺服电机或液压缸或气压缸。

于本发明的一个或者多个实施例中，所述传感器检测动平台板的位置变化信号反馈给的控制器，以指令出第一可伸缩支链及第二可伸缩支链执行伸缩进给量进行伸缩动作。

于本发明的一个或者多个实施例中，所述第一铰链部或所述第二铰链部为虎克铰链。

同一构思之下，本发明提供一种机器人，它包括上述方案中任一项所述的建筑室内工程智能机器人的水平自稳平台。

于本发明的一个或者多个实施例中，它还包括移动基座、设于移动基座上的控制柜和水平自稳平台，所述水平自稳平台上设置有升降机构，所述升降机构设有机械手基板；机械手连接于机械手基板上。

于本发明的一个或者多个实施例中，所述升降机构包括剪刀臂组或气缸或油缸或电动驱动升缩装置。

本发明同背景技术相比存在的效果是：

由于采用了上述的方案，它结构简单、易于实现规模化生产制造、安全可靠、自稳自调水平、并联联动支撑、刚度好、承载力大、机构紧凑等突出特点。

附图说明

图1为本发明第一个实施例中建筑室内工程智能机器人的水平自稳平台的结构示意图；

图2为本发明第二个实施例中建筑室内工程智能机器人的水平自稳平台的结构示意图；

图3为本发明机器人的结构示意图；

图4为本发明第二个实施例中建筑室内工程智能机器人的水平自稳平台的展开结构示意图；

图5为本发明施例中建筑室内工程智能机器人的水平自稳平台的控制流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述的实施例示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

附图所显示的方位不能理解为限制本发明的具体保护范围，仅供较佳实施例的参考理解，可以图中所示的产品部件进行位置的变化或数量增加或结构简化。

说明书中所述的“连接”及附图中所示出的部件相互“连接”关系，可以理解为固定地连接或可拆卸连接或形成一体的连接；可以是直接相连或通过中间媒介相连，本领域普通技术人员可以根据具体情况理解连接关系而可以得出螺接或铆接或焊接或卡接或嵌接等方式以适宜的方式进行不同实施方式替用。

说明书中所述的上、下、左、右、顶、底等方位词及附图中所示出方位，各部件可直接接触或通过它们之间的另外特征接触；如在上方可以为正上方和斜上方，或它仅表示高于其他物；其他方位也可作类推理解。

下面结合说明书的附图，通过对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确；且旨在解释本发明而不能理解为对本发明的限制。

实施例1：

参照图1所示出的，其本发明的实施例较佳地提供一种建筑室内工程智能机器人的水平自稳平台，它包括：动平台1、上铰链2、第一可伸缩支链3、伺服驱动部4、铰链部5、基座6、中央立柱7、枢接部8、支撑梁9、传感器10、第二伸缩支链11、支撑梁12和控制器13；其中，基座6连接中央立柱7和多个间隔设置的铰链部5，中央立柱7借助于枢接部8枢接支撑梁12；所述铰链部5连接第一可伸缩支链3，第一可伸缩支链3的上铰链2连接动平台板1；另一个铰链部5连接第二可伸缩支链11，所述第二可伸缩支链11与支撑梁12顶持连接；所述支撑梁12与动平台板1铰接；传感器10设于平台板1上；控制器13连接伺服驱动部4，所述控制器13接收传感器10检测的动平台位置变化，以指令伺服驱动部所述第一可伸缩支链3或/和第二可伸缩支链11升缩，从而使动平台板1处于水平状态。

在具体地实施例中，第一可伸缩支链3的数量为多根；第二可伸缩支链11数量为多根，具体数量可以不作限制，通常以2-6根为优选。传感器10包括陀螺仪或三轴加速度传感器或速度传感器或倾角传感器等，本说明书并不限制传感器10的具体数量或种类。

伺服驱动部4包括伺服电机或液压缸或气压缸等电、液、气的动力源，不作具体限定。铰链部可以采用虎克铰链。

使用时，传感器10检测动平台板的位置变化信号反馈给的控制器13，以指令出第一可伸缩支链3及第二可伸缩支链11执行伸缩进给量进行伸缩动作；从而使得动平台达到水平状态；这种水平自稳平台机构采用并联设计，具有刚度好、承载力大、机构紧凑等特点，通过角度及运动传感器获取动平台的水平X、Y轴的偏转角，自稳平台一般采用角度及运动传感器传感器，实时检测横摇、纵摇等信息，并将偏差值传输给自稳平台伺服控制器控制支链伸缩运动来隔离外界的扰动，提供一个自稳的水平状态，可以满足在建筑工程机械中做为主承载部件的使用要求。

实施例2：

参见图2、4所示出的，其与实施例1的大体结构相同，相同的结构不再叙述，不同之处在于第一可伸缩支链3数量比实施例1多了一根，旨在列举在多根第一可伸缩支链3的情况的具体结构，以进一步让人得到更直接理解。图4中所示出建筑室内工程智能机器人的水平自稳平台的展开结构，上铰链2、枢接部8可以采用枢接孔套组装转轴的结构方式来实现。

结合于上述实施例内容且一并参见图3所示出的，本发明较佳地提供一种机器人，它包括上述的建筑室内工程智能机器人的水平台100、移动基座101、设于移动基座101上的控制柜102和水平台103，移动基座101设有轮子104，所述水平自稳平台100上设置有升降机构105，所述升降机构105上方设有机械手基板106；机械手107连接于机械手基板106上。控制柜102设有显示屏108和紧急停止按钮109。机械手107连接工作头110；升降机构105包括剪刀臂组或气缸或油缸或电动驱动升缩装置等。

图5中所示出的，它是上述实施例在多个可伸缩支链中情况下提供更加具体的控制流程；工作控制时，电动缸动作反馈给控制系统，控制系统再控制电缸伸缩；速度控制器和电流控制器是受位置控制器的参数变化而控制的，速度控制器和电流控制器从属于位置控制器关系，也就是位置决定速度，速度决定电流的大小，电动缸只是反馈当下状态，电动缸的直接驱动是电流控制器，上位计算机设定了电动缸的行程和通过位置、运动传感器的位置偏差感知。具体地，位置、运动传感器可以通过横摇角度反馈和纵摇角度反馈角度转化为信号反馈给上位计算机。

而应用这种水平自稳平台的机器人由移动基部、控制及配电管理系统、水平自稳平台、升降机构、多轴机械臂组成。此建筑室内工程智能机器人可以通过升降机构扩大机械臂的垂直工作范围，提高机器人适用性，结构牢固、简单，易于实现批量化生产，作业空间自由度和灵活度好，可以完成室内装修工程内大部分的工程任务及辅助任务，如：拆墙、砌墙、开线槽、打墙洞、布设水电管道、传拉线、铺砌地面、墙面面砖、木工安装、喷涂防水涂料、抹墙、批灰、喷涂面漆等，以达到有效改善施工品质和施工质量，提高工效，减轻工人劳动强度和提高健康卫生水平的目的。

尽管已经按上述的较佳实施例描述了本发明，但可能还存在落在本发明范围内的变更、置换和等同的方案；也可能存在多种替换方式来实现本发明。因此，旨在将所附权利要求书解释为包括落在本发明的真正精神和范围内的所有这样的变更、置换和等价方案；所属技术领域的技术人员应当理解，而本发明不局限于上述的具体实施方式，在本发明基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本发明的保护范围，应由各权利要求限定之。

Claims (10)

1.一种建筑室内工程智能机器人的水平自稳平台，其特征在于，它包括：

基座；其连接中央立柱和多个间隔设置的铰链部，中央立柱枢接支撑梁；所述铰链部连接第一可伸缩支链，第一可伸缩支链的上铰链连接动平台板；铰链部连接第二可伸缩支链，所述第二可伸缩支链与支撑梁顶持连接；所述支撑梁与动平台板铰接；

传感器，其设于平台板上；

控制器，其连接伺服驱动部，所述控制器接收传感器检测的位置变化，以指令伺服驱动部的驱动所述第一可伸缩支链、第二可伸缩支链升缩，从而使动平台板处于水平状态。

2.根据权利要求1所述的建筑室内工程智能机器人的水平自稳平台，其特征在于：所述第一可伸缩支链的数量为多根。

3.根据权利要求2所述的建筑室内工程智能机器人的水平自稳平台，其特征在于：所述第二可伸缩支链数量为多根。

4.根据权利要求3所述的建筑室内工程智能机器人的水平自稳平台，其特征在于：所述传感器包括陀螺仪或三轴加速度传感器或速度传感器或倾角传感器。

5.根据权利要求4所述的建筑室内工程智能机器人的水平自稳平台，其特征在于：所述伺服驱动部包括伺服电机或液压缸或气压缸。

6.根据权利要求5所述的建筑室内工程智能机器人的水平自稳平台，其特征在于：所述铰链部为虎克铰链。

7.根据权利要求1-6任一项所述的建筑室内工程智能机器人的水平自稳平台，其特征在于：所述传感器检测动平台板的位置变化信号反馈给的控制器，以指令出第一可伸缩支链及第二可伸缩支链执行伸缩进给量进行伸缩动作。

8.一种机器人，其特征在于：它包括权利要求1-7中任一项所述的建筑室内工程智能机器人的水平自稳平台。

9.根据权利要求8所述的机器人台，其特征在于：它还包括移动基座、设于移动基座上的控制柜和水平自稳平台，所述水平自稳平台上设置有升降机构，所述升降机构设有机械手基板；机械手连接于机械手基板上。

10.根据权利要求9所述的机器人台，其特征在于：所述升降机构包括剪刀臂组或气缸或油缸或电动驱动升缩装置。