CN110465844A - 一种打磨机器人及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑机械领域，公开一种打磨机器人及其工作方法。其中打磨机器人包括二级升降装置，包括升降驱动件和二级提升板，升降驱动件能够驱动二级提升板进行二级升降；平面打磨装置，与二级提升板连接，平面打磨装置包括顶推组件和打磨组件，顶推组件能够检测打磨组件所受的垂直于待打磨平面的压力值，并能够驱动打磨组件紧贴所述待打磨平面，使得压力值达到预设值。本发明提供的打磨机器人能够达到自动紧贴待打磨平面并进行打磨的效果。

Description

一种打磨机器人及其工作方法

技术领域

本发明涉及建筑机械技术领域，尤其涉及一种打磨机器人及其工作方法。

背景技术

随着技术发展，建筑行业一些重复性、环境极其恶劣的工种将逐渐被机器人替代。

目前墙面打磨主要是由人工手持打磨机完成局部混凝土打磨作业，当打磨的墙面出现如局部爆点、过大水平差等恶劣情况时，人工打磨修整水平度和垂直度所需的时间很长，效率很低。

如何通过机械自动化设备，实现对墙面混凝土的全自动打磨作业，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

基于以上所述，本发明的目的在于提供一种打磨机器人及其工作方法，实现对平面的自动化打磨。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种打磨机器人，包括：

二级升降装置，包括升降驱动件和二级提升板，所述升降驱动件能够驱动所述二级提升板进行二级升降；

平面打磨装置，与所述二级提升板连接，所述平面打磨装置包括顶推组件和打磨组件，所述顶推组件能够检测所述打磨组件所受的垂直于待打磨平面的压力值，并能够驱动所述打磨组件紧贴所述待打磨平面，使得所述压力值达到预设值。

进一步地，所述平面打磨装置还包括打磨架以及与所述打磨架滑动连接的活动板组件，所述活动板组件与所述打磨组件固定连接，所述活动板组件能够相对所述打磨架沿垂直于所述待打磨平面的方向滑动。

进一步地，所述平面打磨装置还包括提升压力检测件，所述提升压力检测件配置为检测所述打磨组件受到的沿竖直方向的力。

进一步地，所述活动板组件包括叠放设置的上底板和下底板，所述上底板与所述打磨组件连接，所述下底板与所述打磨架滑动连接，所述提升压力检测件设置于所述上底板与所述下底板之间，所述提升压力检测件配置为检测所述上底板与所述下底板之间的压力。

进一步地，所述上底板和所述下底板两者中的一个上设有固定杆，所述固定杆穿设于所述上底板和所述下底板两者中的另一个，以限制所述上底板相对所述下底板沿垂直于所述待打磨平面的方向移动。

进一步地，所述顶推组件包括能够驱动所述打磨组件沿垂直于所述待打磨平面的方向运动的顶推驱动件，以及能够检测所述打磨组件与所述顶推驱动件之间的压力的顶推压力检测件，所述顶推驱动件配置为根据所述顶推压力检测件测得的压力值驱动所述打磨组件紧贴所述待打磨平面。

进一步地，所述顶推组件还包括顶推架，所述顶推架连接于所述顶推驱动件的输出端，所述顶推架固定连接于所述活动板组件；

所述顶推压力检测件设于所述顶推架与所述活动板组件之间，所述顶推压力检测件配置为检测所述顶推架与所述活动板组件之间的压力。

进一步地，所述平面打磨装置还包括精度调整旋转组件，设置于所述顶推组件的输出端，所述精度调整旋转组件被配置为驱动所述打磨组件绕竖直轴线转动，以使所述打磨组件正对所述待打磨平面。

进一步地，所述精度调整旋转组件包括旋转驱动件、谐波传动减速器和精度盘，所述旋转驱动件的输出部与所述谐波传动减速器的输入部连接，所述谐波传动减速器的输出部与所述精度盘连接，所述旋转驱动件通过所述谐波传动减速器驱动所述精度盘绕竖直轴线转动，所述打磨组件连接所述精度盘。

进一步地，所述精度调整旋转组件还包括角度检测件，所述角度检测件配置为检测所述打磨组件与所述待打磨平面形成的角度，所述旋转驱动件配置为根据所述角度检测件测得的角度驱动所述打磨组件绕竖直轴线旋转，使所述打磨组件正对所述待打磨平面。

进一步地，所述打磨组件包括摆动杆和摆动驱动电机，所述摆动杆的一端与所述摆动驱动电机传动连接，所述摆动杆的另一端转动连接有打磨盘，所述摆动驱动电机与所述顶推组件连接，所述摆动驱动电机能够驱动所述摆动杆绕所述摆动杆与所述摆动驱动电机连接的一端转动，使所述打磨盘在平行于所述待打磨平面的平面上摆动。

进一步地，所述二级升降装置还包括：

固定框架；

一级升降机构，包括一级升降架和一级挠性传动组件，所述驱动件与所述一级挠性传动组件传动连接，以驱动所述一级升降架相对所述固定框架上升或下降；

二级升降机构，包括所述二级提升板和二级挠性传动组件，所述二级挠性传动组件设于所述一级升降架上，所述二级提升板固定设置在所述二级挠性传动组件上，所述二级挠性传动组件被配置为由所述一级升降架驱动以带动所述二级提升板相对所述一级升降架升降。

进一步地，所述一级挠性传动组件包括：

一级上定轮和一级下定轮，沿竖直方向排列并固定连接于所述固定框架，所述驱动件与所述一级上定轮或所述一级下定轮传动连接；及

一级挠性件，绕设于所述一级上定轮及所述一级下定轮上，所述一级挠性件与所述一级升降架固定连接。

进一步地，所述一级挠性件设有一级断口，所述一级断口的两端均与所述一级升降架连接。

进一步地，所述二级挠性传动组件包括：

二级上定轮和二级下定轮，沿竖直方向排列并固定连接于所述一级升降架；

二级挠性件，绕设于所述二级上定轮及所述二级下定轮上，所述二级挠性件的一端与所述固定框架固定连接，另一端与所述二级提升板固定连接。

进一步地，所述二级挠性件设有二级第一断口和二级第二断口，所述二级第一断口的两端均与所述固定框架连接，所述二级第二断口的两端均与所述二级提升板连接。

进一步地，所述一级挠性传动组件和所述二级挠性传动组件均为链轮组件。

进一步地，还包括运动底盘，所述二级升降装置设于所述运动底盘上，所述运动底盘被配置为能水平移动。

进一步地，所述运动底盘上设置有防撞组件，所述防撞组件被配置为感知所述运动底盘附近的障碍物。

进一步地，所述防撞组件包括：

超声波传感器和/或激光雷达，所述超声波传感器和/或激光雷达用于检测所述运动底盘附近的障碍物；及

电子防撞条，所述电子防撞条设于所述运动底盘的侧面，所述电子防撞条用于感知所述运动底盘是否受到碰撞或挤压。

进一步地，所述运动底盘为长方体，所述运动底盘的一组对角上分别设有一个所述超声波传感器，另一组对角上分别设有一个所述激光雷达，所述超声波传感器和所述激光雷达配合能够无死角地检测运动底盘四周的障碍物。

进一步地，所述运动底盘还包括防跌落组件，所述防跌落组件包括测光测距模组，所述光测距模组用于检测所述运动底盘斜下方的地面是否存在凹陷。

进一步地，所述二级升降装置铰接于所述运动底盘上，所述运动底盘上设有俯仰调节组件，所述俯仰调节组件能够驱动所述二级升降装置转动以调节所述二级升降装置的仰角。

进一步地，所述运动底盘上设有用于驱动所述运动底盘移动的舵轮，所述舵轮与运动底盘之间设置有减震机构。

还提供一种打磨机器人的工作方法，采用上述的打磨机器人，包括以下步骤：

所述二级升降装置将所述平面打磨装置提升至打磨开始点位；

所述顶推组件推动所述打磨组件向所述待打磨平面移动，并检测所述打磨组件受到的垂直于所述待打磨平面的压力值，当所述压力值达到预设值后开始打磨；

所述二级升降装置带动所述打磨装置在所述待打磨平面上移动。

进一步地，还包括：

打磨过程中，检测所述打磨组件受到的竖直方向的压力值，若压力值超过预设范围，则停止打磨。

本发明的有益效果为：

本发明提供的打磨机器人包括二级升降装置和平面打磨装置，二级升降装置能够带动平面打磨装置做二级升级以使之达到打磨点位的高度并在待打磨平面上移动，平面打磨装置中的顶推组件能够检测打磨组件所受的垂直于待打磨平面的压力，并依据测得的压力值驱动打磨组件紧贴待打磨平面，达到自动紧贴待打磨平面并进行打磨的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的打磨机器人的示意图；

图2是本发明实施例一提供的打磨机器人的侧视图；

图3是本发明实施例一提供的平面打磨装置的示意图；

图4是本发明实施例一提供的打磨组件和摄像组件的爆炸示意图；

图5是本发明实施例一提供的精度调整旋转组件和活动板组件的示意图；

图6是图5的爆炸示意图；

图7是本发明实施例一提供的顶推组件和打磨架的示意图；

图8是图7的爆炸示意图；

图9是本发明实施例一提供的二级升降装置的示意图；

图10是本发明实施例一提供的一级升降机构和固定组件的正视图；

图11是本发明实施例一提供的一级升降机构和固定组件的后视图；

图12是本发明实施例一提供的一级升降架的上升状态的示意图；

图13是本发明实施例一提供的二级升降装置的正视图；

图14是本发明实施例一提供的图13中A-A的剖视图；

图15是本发明实施例一提供的二级升降装置的后视图；

图16是本发明实施例一提供的二级升降装置的上升状态的示意图；

图17是本发明实施例一提供的运动底盘和设备柜的示意图；

图18是本发明实施例一提供的设备柜的内部结构示意图；

图19是图18的爆炸示意图；

图20是本发明实施例一提供的减震机构的爆炸示意图。

图中：

1、平面打磨装置；11、打磨组件；111、打磨盘；112、打磨驱动电机；113、摆动杆；1131、减重孔；114、摆动驱动电机；115、摆动减速机；

12、精度调整旋转组件；121、旋转电机；122、旋转减速机；123、精度盘；124、垫板；125、垫片；

13、活动板组件；131、上底板；132、下底板；133、套管；134、固定杆；135、滑块；

14、顶推组件；141、电推缸；142、顶推架；143、顶推压力检测件；144、固定块；

15、打磨架；151、滑轨；

16、固定架；

17、提升压力检测件；

18、吸尘孔；

19、摄像组件；191、摄像机；192、摄像支架；193、防尘罩；194、玻璃板；

2、二级升降装置；21、提升驱动件；

22、一级升降机构；221、一级升降架；2211、第一减重孔；2212、加强板；2213、第二减重孔；222、一级上定轮；223、一级下定轮；224、一级挠性件；2241、一级断口；225、一级提升板；226、一级挠性件固定板；227、一级下定板；228、一级滑块；229、二级滑轨；

23、二级升降机构；231、二级上定轮；232、二级下定轮；233、二级提升板；234、二级挠性件；2341、二级第一断口；2342、二级第二断口；235、二级连接块；236、二级滑块；

24、固定组件；241、固定框架；242、上固定板；243、二级固定板；244、二级挠性件固定板；245、下端底板；246、一级滑轨；

3、运动底盘；311、超声波传感器；312、激光雷达；313、电子防撞条；32、测光测距模组；33、舵轮；34、万向轮；35、减震机构；351、安装板；352、直线杆；353、弹簧；354、轴套；355、螺母；

4、设备柜；41、电控箱；42、吸尘箱；43、固定圈；44、电池；45、滚轮条；46、限位架；47、环境扫描仪；48、报警灯；49、吊环；

5、俯仰调节组件；51、俯仰铰链；52、俯仰电推杠。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图20所示，本实施方式提供一种打磨机器人，该打磨机器人包括平面打磨装置1、二级升降装置2和运动底盘3，其中二级升降装置2用于在纵向上提升平面打磨装置1，二级升降装置2设于运动底盘3上，运动底盘3带动二级升降装置2横向移动。

如图3-图8所示，平面打磨装置包括打磨组件11、精度调整旋转组件12、活动板组件13、顶推组件14和打磨架15。其中，打磨组件11包括打磨驱动电机112、打磨盘111、摆动杆113以及摆动驱动电机114，摆动驱动电机114与摆动杆113的一端传动连接，打磨盘111与摆动杆113的另一端转动连接，打磨驱动电机112设于摆动杆113上，与打磨盘111传动连接。具体地，在打磨时，打磨盘111的盘面正对并紧贴待打磨平面，打磨驱动电机112驱动打磨盘111转动以实现打磨，同时摆动驱动电机114驱动摆动杆113绕其与摆动驱动电机114连接的一端转动，使打磨盘111在平行于待打磨平面的平面上摆动行进。在本实施例中，待打磨平面为墙面，在本发明的其它实施例中，待打磨平面也可以为地面、天花板、材料表面等其它平面。

进一步地，摆动驱动电机114与摆动杆113之间还设有摆动减速机115。优选地，摆动减速机115采用谐波传动减速器，其具备传动效率高、传动平稳、运动精度高等优点，谐波传动减速器为现有的常见传动部件，具体结构在此不再赘述。

优选地，摆动杆113的摆动范围为水平线以下180度，使打磨盘111在横向上覆盖的范围最广。在本发明的其它实施例中，摆动杆113的摆动范围也可以根据实际需要而设定。

优选地，如图4所示，摆动杆113上设有若个减重孔1131，用于降低摆动驱动电机114的负载。

进一步地，本实施例提供的打磨机器人还包括控制组件，控制组件与上述的打磨组件11、精度调整旋转组件12、活动板组件13和顶推组件14电连接，控制组件可以是集中式或分布式的控制器，比如，可以是一个单独的单片机，如STM32单片机，也可以是分布的多块单片机构成，单片机中可以运行控制程序，进而控制与其电连接的打磨组件11、精度调整旋转组件12、活动板组件13、顶推组件14以及其他部件实现其功能。

如图5和图6所示，精度调整旋转组件12包括旋转驱动件和角度检测件，在本实施例中，旋转驱动件包括旋转电机121，角度检测件包括双目视觉摄像头。旋转电机121的输出部通过垫片125与旋转减速机122的输入部连接，旋转减速机22的输出部与精度盘123的一端连接，用于驱动精度盘123绕如图6所示的Z轴方向转动，精度盘123的另一端通过垫板124与固定架16连接，固定架16与摆动驱动电机114固定连接。具体地，双目视觉摄像头检测打磨组件11与墙面形成的角度，并回传至控制组件，控制组件根据角度检测件测得的角度，控制旋转电机121转动相应的圈数，通过调节精度盘123的转位能够精确地控制打磨组件11的旋转角度，使得打磨盘111正对墙面。

优选地，上述的旋转减速机122采用谐波传动减速器，其具备传动效率高、传动平稳、运动精度高等优点，谐波传动减速器为现有的常见传动部件，具体结构在此不再赘述。

如图6所示，活动板组件13包括上底板131和下底板132，上底板131设于下底板132的上方，上底板131上设有不少于一个套管133，下底板132上在对应套管33的位置设有固定杆134，套管133套设于固定杆134上，限制上底板131相对下底板132横向运动，上底板131与旋转减速机122固定连接。上底板131和下底板132之间还设有不少于一个提升压力检测件17，提升压力检测件17与控制组件连接，提升压力检测件17的两端分别通过螺栓与上底板131和下底板132连接。具体而言，提升压力检测件17能够检测上底板131和下底板132对其施加的挤压力并回传至控制组件，在平面打磨装置向上方行进打磨的过程中，若墙面上出现裸露钢钉或者石块，上底板131和下底板132之间的压力将急剧增加，当压力提升压力检测件17测得的压力值超出设定值，控制组件将控制平面打磨装置紧急制动，避免损坏平面打磨装置。

优选地，当上底板131和下底板132之间设有多个提升压力检测件17时，压力检测件17沿上底板131的周向均匀分布。

如图8所示，顶推组件14包括顶推驱动件、顶推架142、顶推压力检测件143和固定块144。其中固定块144与上底板131连接，顶推驱动件设于打磨架15上，顶推驱动件的活动部与顶推架142的一端连接，顶推压力检测件143与控制组件电连接，其两端分别连接顶推架142的另一端与固定块144。下底板132远离上底板131的一面设有滑块135，打磨架15上设有与滑块135活动连接的滑轨151，活动板组件13连同打磨组件11和精度调整旋转组件12能够沿滑轨151相对打磨架15沿不平行于墙面的方向滑动。具体地，顶推压力检测件143能够检测顶推架142与固定块144对其施加的挤压力并回传至控制组件，一方面，在打磨作业的开始阶段，将打磨盘111贴住墙面，顶推压力检测件143检测顶推架142与固定块144之间的压力，控制组件根据顶推压力检测件143测得的压力，控制顶推驱动件驱动活动板组件13向墙面的方向运动，直至顶推压力检测件143测得的压力值处于预设区间内，使打磨盘111紧贴待打磨平面。另一方面，在打磨的过程中，若墙面出现凹凸不平的状况，控制组件能够根据顶推压力检测件143测得的压力值的变化，控制顶推驱动件调整打磨盘111的压入距离，自动地使打磨盘111始终紧贴待打磨平面。

优选地，顶推驱动件采用电推缸141。

在本实施例中，上述的提升压力检测件17与顶推压力检测件143均采用压力传感器，在本发明的其他实施例中，提升压力检测件17与顶推压力检测件143也可以采用距离传感器配合弹性元件的组合结构，外界施加的压力使弹性元件压缩，距离传感器检测弹性元件两端的距离变化，以此反映弹性元件所受压力的大小。

优选地，如图3和图4所示，平面打磨装置还包括吸尘组件，吸尘组件包括设于摆动杆113连接有打磨盘111的一端的吸尘孔18，以及与吸尘孔18通过管道连接的真空泵，吸尘组件用于吸取打磨盘111在打磨过程中产生的粉尘。

优选地，如图1和图2所示，平面打磨装置还包括摄像组件19，包括摄像机191和摄像支架192，摄像支架192与固定架16连接，摄像机191与摄像支架192连接，摄像机191用于拍摄打磨盘111的工作状况。

优选地，如图2所示，摄像组件19还包括设于摄像机191外侧的防尘罩193，防尘罩193与摄像支架192连接，用于防止粉尘影响摄像机191的拍摄质量或损坏摄像机191。

优选地，摆动驱动电机114与摆动减速机115均设于防尘罩193内，防止粉尘影响摆动驱动电机114与摆动减速机115的正常工作，延长摆动驱动电机114与摆动减速机115的使用寿命。

优选地，如图4所示，摄像组件19还包括设于摄像机191下侧的透明防尘板，透明防尘板与摄像支架192连接，摄像机191能够通过透明防尘板收发光信号以传输控制信号及反馈图像信号，以及拍摄打磨盘111的工作状况。

优选地，透明防尘板为玻璃板194。

如图9-图16所示，二级升降装置2包括升降驱动件21、一级升降机构22、二级升降机构23和固定组件24，其中固定组件24起支撑作用，包括固定框架241，需要提升的部件与二级升降机构23中的二级提升板33连接，平面打磨装置1通过打磨架15与二级提升板33连接。在升降驱动件21的驱动下，一级升降机构22中的一级升降架221相对固定框架241升降，同时二级提升板233相对一级升降架221同步升降，使二级提升板233达到二级升降的效果。

进一步地，如图10和图11所示，一级升降机构22还包括一级挠性件224、一级上定轮222和一级下定轮223，固定组件24还包括与固定框架241连接的上固定板242和下端底板245。固定框架241包括固定顶板和两个在竖直方向上相对设置的固定侧板，固定侧板的下端与下端底板245连接，上端与固定顶板连接，上固定板242与两个固定侧板连接，设于下端底板245上方与设有二级提升板233的一侧相对的一侧，一级上定轮222与上固定板242转动连接，一级下定轮223与下端底板245转动连接，且位于一级上定轮222的正下方，一级上定轮222与一级下定轮223的转动轴向相同。一级挠性件224同时绕设于一级上定轮222及一级下定轮223上，升降驱动件21设于上固定板242上背离一级上定轮222的一侧，其穿过上固定板242与一级上定轮222传动连接。在升降驱动件21的带动下，一级上定轮222拉动一级挠性件224在固定框架241所在的平面上绕一级上定轮222和一级下定轮223转动。

在本实施例中，升降驱动件21包括旋转电机和减速器，旋转电机的输出端与减速器的输入端连接，减速器的输出端与一级上定轮222连接，旋转电机经由减速器减速后带动一级上定轮222转动。

在本发明的其它实施例中，也能够以一级上定轮222为从动轮，升降驱动件21一级下定轮223传动连接。

进一步地，如图10-12所示，一级升降架221包括提升顶板和两个在竖直方向上相对设置的提升侧板，提升侧板的上端与提升顶板连接。一级升降架221上设有一级提升板225，一级提升板225的两端分别与不同的一个提升侧板连接。一级提升板225上连接有与之垂直设置的一级挠性件固定板226，一级挠性件224设有一级断口2241，一级断口2241的两端与一级挠性件固定板226连接。具体地，当一级上定轮222拉动一级挠性件224绕一级上定轮222和一级下定轮223转动时，带动一级升降架221随之上升或下降。具体地，一级挠性件224时刻处于张紧状态，一级断口2241的设置使得一级挠性件固定板226同时受到一级挠性件224两端的拉力，当一级升降架221下降时，一级挠性件224两端的拉力使得一级升降架221避免做自由落体运动而造成冲击。

优选地，一级提升板225与一级挠性件固定板226、一级断口2241的两端与一级挠性件固定板26均采用螺纹连接、焊接等方式固定连接。

进一步地，如图13和图14所示，二级升降机构23还包括二级上定轮231、二级下定轮232和二级挠性件234，一级升降架221上还设有一级下定板227，二级下定轮232与一级下定板227转动连接，二级上定轮231与一级升降架221转动连接，且位于二级下定轮232的正上方，二级上定轮231和二级下定轮232的转动轴向相同，且与一级上定轮222的转动轴向垂直，二级挠性件234同时绕设于二级上定轮231和二级下定轮232上。

更进一步地，一方面，二级挠性件234在相对二级上定轮231靠近升降驱动件21的一部设有二级第一断口2341，固定框架241上还设有二级固定板243，二级固定板243上连接有二级挠性件固定板244，二级第一断口2341的两端均与二级挠性件固定板244连接。另一方面，二级挠性件234在相对二级上定轮231远离升降驱动件21的一部设有二级第二断口2342，二级提升板233的一端设有二级连接块235，二级第二断口2342的两端均与二级连接块235连接。具体地，二级挠性件234时刻处于张紧状态，二级第一断口2341和二级第二断口2342的设置使得二级挠性件固定板244和二级提升板233同时受到二级挠性件234两端的拉力，当二级提升板233下降时，二级第二断口2342两端对二级提升板233提供的拉力使得二级提升板233避免做自由落体运动而造成冲击。

具体地，如图16所示，当二级上定轮231随一级升降架221上升或下降时，固定不动的固定框架241通过二级挠性件234拉动二级提升板233相对一级升降架221上升或下降，二级提升板233相对一级升降架221上升或下降的行程与一级升降架221相对固定框架241上升或下降的行程相同，由相对运动的规律可知，二级提升板233相对固定框架241上升或下降了双倍于升降驱动件21输出的行程。

在本实施例中，上述的一级挠性件224和二级挠性件234均为链条，相应地，一级上定轮222、一级下定轮223、二级上定轮231和二级下定轮232均为链轮。在本发明的其他实施例中，根据工作需求，一级挠性件224和二级挠性件234也可以为齿条、皮带等，一级上定轮222、一级下定轮223、二级上定轮231和二级下定轮232为对应的齿轮、皮带轮等。

优选地，如图10所示，固定框架241上设有沿竖直方向延伸的一级滑轨246，一级升降架221上设有与一级滑轨246滑动连接的一级滑块228，当升降驱动件21驱动一级上定链轮转动时，一级升降架221相对固定框架241滑动，一级滑轨246和一级滑块228的配合对一级升降架221起到了导向和限位的作用。

优选地，如图15所示，一级升降架221上设有沿竖直方向延伸的二级滑轨229，二级提升板33上设有与二级滑轨229滑动连接的二级滑块236，当升降驱动件21驱动一级上定链轮转动时，二级提升板233相对一级升降架221滑动，二级滑轨229和二级滑块236的配合对二级提升板233起到了导向和限位的作用。

优选地，如图14所示，一级升降架221上设有多个第一减重孔2211，降低在升降时升降驱动件1对其的负载。

优选地，如图16所示，一级升降架221上设有多个加强板2212，用以加强一级升降架221的强度，加强板2212上还设有多个第二减重孔2213，用以减轻加强板2212的质量以降低升降驱动件21的负载。

如图17-20所示，运动底盘3呈凹字型设置，下凹的部分与二级升降装置连接，运动底盘3上表面设有设备柜4，设备柜4中设有电控箱41、吸尘箱42和电池44快换机构，上述的控制组件设于电控箱41中，吸尘箱42通过固定圈43固定在设备柜4中，吸尘箱42中设有上述的真空泵及用于回收粉尘的粉尘袋，电池快换机构由两侧和底部的滚轮条45组成，限位架46能够将置于电池快换机构上的电池44固定，在手动拆卸限位架46后，可以快速抽出或插入电池44，完成电池44的快速更换。设备柜4采用密封设计，避免灰尘对内部器件的影响。

进一步地，如图1和图2所示，二级升降装置通过俯仰铰链51铰接于运动底盘3上，设备柜4上设有俯仰调节组件5，俯仰调节组件5包括俯仰电推杠52，俯仰电推杠52的输出端与固定架铰接，另一端与设备柜4铰接，当俯仰电推杠52做伸缩运动时，能够驱动二级升降装置绕上述的铰链转动以调节二级升降装置的仰角。

进一步地，如图17和图18所示，设备柜4上还设有与控制组件电连接的环境扫描仪47，环境扫描仪47能够对打磨机器人周围的环境进行扫描，并建立整体地图，用于打磨机器人自主路径规划。

进一步地，如图17和图18所示，设备柜4上还设有与控制组件相连的报警灯48，用于显示机器三种状态，安全作业状态时亮绿灯，待机状态时亮黄灯，故障或者危险操作时亮红灯。

优选地，如图17和图18所示，设备柜4顶部设有三个吊环49，便于吊机起吊时与吊绳固定。

如图17所示，运动底盘3下设有两个呈对角分布的与控制组件电连接的舵轮33和两个在另一组对角上呈对角分布的万向轮34，舵轮33用于驱动运动底盘3行走和转向，每个舵轮33均包括行进驱动电机和转向电机。

进一步地，如图18所示，舵轮33与运动底盘3之间设有减震机构35。更进一步地，如图20所示，减震机构35包括安装板351、直杆和弹簧353，安装板351与舵轮33座连接，弹簧353套设于直线杆352中，安装板351上固定有四根直线杆352，直线杆352的一端固定在安装板351上，另一端穿过运动底盘3上的轴套354，并用螺母355将直线杆352固定。减震机构35能够有效吸收舵轮33悬空后触地时所产生的震动，减小路面的起伏对运动底盘3及其上的各个装置的影响。

如图17和图18所示，运动底盘3上还设有与控制组件电连接的防撞组件，包括超声波传感器311、激光雷达312和电子防撞条313，在运动底盘3的一组对角上分别设有一个超声波传感器311，另一组对角上分别设有一个激光雷达312，激光雷达312的检测范围大于超声波传感器311的检测范围，对角设置可以实现无死角地检测运动底盘3四周的障碍物。一条电子防撞条313设于运动底盘3底端的侧面，防止超声波传感器311或激光雷达312失效时，没有检测出障碍物情况，当电子防撞条313与障碍物碰撞时，会将电信号反馈给控制组件，控制组件控制舵轮33停止运动，并使报警灯48变红，提醒操作人员运动底盘3与障碍物触碰。

在本发明的其他实施例中，防撞组件也可以仅包括超声波传感器311、激光雷达312和电子防撞条313三种检测元件中的一种或两种。

如图17和图18所示，运动底盘3上还设有与控制组件电连接的防跌落组件，防跌落组件包括设于运动底盘3未设有二级升降装置的三侧的多个测光测距模组32完成，在每个侧边各布置了两个测光测距模组32，测量和捕捉所述运动底盘3斜下方的地面的漏洞和缺陷，以防打磨机器人掉落凹坑或凹洞中。

实施例二

本实施例提供一种实施例一的打磨机器人的工作方法，包括以下步骤

运动底盘3带动打磨机器人运动至需要打磨的墙面的位置；

二级升降装置2将平面打磨装置1提升至打磨起始点位；

顶推组件14推动打磨组件11紧贴墙面并开始打磨；

运动底盘3和二级升降装置2带动打磨装置1在待打磨平面上移动；

打磨过程中，提升压力检测件17检测打磨组件11受到的竖直方向的压力值，若压力值超过指定范围，则停止打磨，报警灯48亮红灯。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (26)

1.一种打磨机器人，其特征在于，包括：

二级升降装置(2)，包括升降驱动件和二级提升板(233)，所述升降驱动件能够驱动所述二级提升板(233)进行二级升降；

平面打磨装置(1)，与所述二级提升板(233)连接，所述平面打磨装置(1)包括顶推组件(14)和打磨组件(11)，所述顶推组件(14)能够检测所述打磨组件(11)所受的垂直于待打磨平面的压力值，并能够驱动所述打磨组件(11)紧贴所述待打磨平面，使得所述压力值达到预设值。

2.根据权利要求1所述的打磨机器人，其特征在于，所述平面打磨装置(1)还包括打磨架(15)以及与所述打磨架(15)滑动连接的活动板组件(13)，所述活动板组件(13)与所述打磨组件(11)固定连接，所述活动板组件(13)能够相对所述打磨架(15)沿垂直于所述待打磨平面的方向滑动。

3.根据权利要求2所述的打磨机器人，其特征在于，所述平面打磨装置(1)还包括提升压力检测件(17)，所述提升压力检测件(17)配置为检测所述打磨组件(11)受到的沿竖直方向的力。

4.根据权利要求3所述的打磨机器人，其特征在于，所述活动板组件(13)包括叠放设置的上底板(131)和下底板(132)，所述上底板(131)与所述打磨组件(11)连接，所述下底板(132)与所述打磨架(15)滑动连接，所述提升压力检测件(17)设置于所述上底板(131)与所述下底板(132)之间，所述提升压力检测件(17)配置为检测所述上底板(131)与所述下底板(132)之间的压力。

5.根据权利要求4所述的打磨机器人，其特征在于，所述上底板(131)和所述下底板(132)两者中的一个上设有固定杆(134)，所述固定杆(134)穿设于所述上底板(131)和所述下底板(132)两者中的另一个，以限制所述上底板(131)相对所述下底板(132)沿垂直于所述待打磨平面的方向移动。

6.根据权利要求2所述的打磨机器人，其特征在于，所述顶推组件(14)包括能够驱动所述打磨组件(11)沿垂直于所述待打磨平面的方向运动的顶推驱动件，以及能够检测所述打磨组件(11)与所述顶推驱动件之间的压力的顶推压力检测件(143)，所述顶推驱动件配置为根据所述顶推压力检测件(143)测得的压力值驱动所述打磨组件(11)紧贴所述待打磨平面。

7.根据权利要求6所述的打磨机器人，其特征在于，所述顶推组件(14)还包括顶推架(142)，所述顶推架(142)连接于所述顶推驱动件的输出端，所述顶推架(142)固定连接于所述活动板组件(13)；

所述顶推压力检测件(143)设于所述顶推架(142)与所述活动板组件(13)之间，所述顶推压力检测件(143)配置为检测所述顶推架(142)与所述活动板组件(13)之间的压力。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的打磨机器人，其特征在于，所述平面打磨装置(1)还包括精度调整旋转组件(12)，设置于所述顶推组件(14)的输出端，所述精度调整旋转组件(12)被配置为驱动所述打磨组件(11)绕竖直轴线转动，以使所述打磨组件(11)正对所述待打磨平面。

9.根据权利要求8所述的打磨机器人，其特征在于，所述精度调整旋转组件(12)包括旋转驱动件、谐波传动减速器和精度盘(123)，所述旋转驱动件的输出部与所述谐波传动减速器的输入部连接，所述谐波传动减速器的输出部与所述精度盘(123)连接，所述旋转驱动件通过所述谐波传动减速器驱动所述精度盘(123)绕竖直轴线转动，所述打磨组件(11)连接所述精度盘(123)。

10.根据权利要求9所述的打磨机器人，其特征在于，所述精度调整旋转组件(12)还包括角度检测件，所述角度检测件配置为检测所述打磨组件(11)与所述待打磨平面形成的角度，所述旋转驱动件配置为根据所述角度检测件测得的角度驱动所述打磨组件(11)绕竖直轴线旋转，使所述打磨组件(11)正对所述待打磨平面。

11.根据权利要求1-7中任一项所述的打磨机器人，其特征在于，所述打磨组件(11)包括摆动杆(113)和摆动驱动电机(114)，所述摆动杆(113)的一端与所述摆动驱动电机(114)传动连接，所述摆动杆(113)的另一端转动连接有打磨盘(111)，所述摆动驱动电机(114)与所述顶推组件(14)连接，所述摆动驱动电机(114)能够驱动所述摆动杆(113)绕所述摆动杆(113)与所述摆动驱动电机(114)连接的一端转动，使所述打磨盘(111)在平行于所述待打磨平面的平面上摆动。

12.根据权利要求1所述的打磨机器人，其特征在于，所述二级升降装置(2)还包括：

固定框架(241)；

一级升降机构(22)，包括一级升降架(221)和一级挠性传动组件，所述驱动件与所述一级挠性传动组件传动连接，以驱动所述一级升降架(221)相对所述固定框架(241)上升或下降；

二级升降机构(23)，包括所述二级提升板(233)和二级挠性传动组件，所述二级挠性传动组件设于所述一级升降架(221)上，所述二级提升板(233)固定设置在所述二级挠性传动组件上，所述二级挠性传动组件被配置为由所述一级升降架(221)驱动以带动所述二级提升板(233)相对所述一级升降架(221)升降。

13.根据权利要求12所述的打磨机器人，其特征在于，所述一级挠性传动组件包括：

一级上定轮(222)和一级下定轮(223)，沿竖直方向排列并固定连接于所述固定框架(241)，所述驱动件与所述一级上定轮(222)或所述一级下定轮(223)传动连接；及

一级挠性件(224)，绕设于所述一级上定轮(222)及所述一级下定轮(223)上，所述一级挠性件(224)与所述一级升降架(221)固定连接。

14.根据权利要求13所述的打磨机器人，其特征在于，所述一级挠性件(224)设有一级断口(2241)，所述一级断口(2241)的两端均与所述一级升降架(221)连接。

15.根据权利要求12所述的打磨机器人，其特征在于，所述二级挠性传动组件包括：

二级上定轮(231)和二级下定轮(232)，沿竖直方向排列并固定连接于所述一级升降架(221)；

二级挠性件(234)，绕设于所述二级上定轮(231)及所述二级下定轮(232)上，所述二级挠性件(234)的一端与所述固定框架(241)固定连接，另一端与所述二级提升板(233)固定连接。

16.根据权利要求15所述的打磨机器人，其特征在于，所述二级挠性件(234)设有二级第一断口(2341)和二级第二断口(2342)，所述二级第一断口(2341)的两端均与所述固定框架(241)连接，所述二级第二断口(2342)的两端均与所述二级提升板(233)连接。

17.根据权利要求12至16任一项所述的打磨机器人，其特征在于，所述一级挠性传动组件和所述二级挠性传动组件均为链轮组件。

18.根据权利要求1所述的打磨机器人，其特征在于，还包括运动底盘(3)，所述二级升降装置(2)设于所述运动底盘(3)上，所述运动底盘(3)被配置为能水平移动。

19.根据权利要求18所述的打磨机器人，其特征在于，所述运动底盘(3)上设置有防撞组件，所述防撞组件被配置为感知所述运动底盘(3)附近的障碍物。

20.根据权利要求19所述的打磨机器人，其特征在于，所述防撞组件包括：

超声波传感器(311)和/或激光雷达(312)，所述超声波传感器(311)和/或激光雷达(312)用于检测所述运动底盘(3)附近的障碍物；及

电子防撞条(313)，所述电子防撞条(313)设于所述运动底盘(3)的侧面，所述电子防撞条(313)用于感知所述运动底盘(3)是否受到碰撞或挤压。

21.根据权利要求20所述的打磨机器人，其特征在于，所述运动底盘(3)为长方体，所述运动底盘(3)的一组对角上分别设有一个所述超声波传感器(311)，另一组对角上分别设有一个所述激光雷达(312)。

22.根据权利要求18所述的打磨机器人，其特征在于，所述运动底盘(3)还包括防跌落组件，所述防跌落组件包括测光测距模组(32)，所述光测距模组用于检测所述运动底盘(3)斜下方的地面是否存在凹陷。

23.根据权利要求18至22任一项所述的打磨机器人，其特征在于，所述二级升降装置(2)铰接于所述运动底盘(3)上，所述运动底盘(3)上设有俯仰调节组件(5)，所述俯仰调节组件(5)能够驱动所述二级升降装置(2)转动以调节所述二级升降装置(2)的仰角。

24.根据权利要求18至22任一项所述的打磨机器人，其特征在于，所述运动底盘(3)上设有用于驱动所述运动底盘(3)移动的舵轮(33)，所述舵轮(33)与运动底盘(3)之间设置有减震机构(35)。

25.一种打磨机器人的工作方法，其特征在于，采用权利要求1-24任一项所述的打磨机器人，包括以下步骤：

所述二级升降装置(2)将所述平面打磨装置(1)提升至打磨开始点位；

所述顶推组件(14)推动所述打磨组件(11)向所述待打磨平面移动，并检测所述打磨组件(11)受到的垂直于所述待打磨平面的压力值，当所述压力值达到预设值后开始打磨；

所述二级升降装置(2)带动所述打磨装置在所述待打磨平面上移动。

26.根据权利要求25所述的打磨机器人的工作方法，其特征在于，还包括：

打磨过程中，检测所述打磨组件(11)受到的竖直方向的压力值，若压力值超过预设范围，则停止打磨。