CN113320022A - 一种基于视觉定位的室内地砖清缝机器人的机构结构 - Google Patents
一种基于视觉定位的室内地砖清缝机器人的机构结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113320022A CN113320022A CN202110646026.3A CN202110646026A CN113320022A CN 113320022 A CN113320022 A CN 113320022A CN 202110646026 A CN202110646026 A CN 202110646026A CN 113320022 A CN113320022 A CN 113320022A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- joint
- dust
- dust collector
- screw
- base
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 title claims abstract description 30
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 102
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 52
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 8
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 11
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 1
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
- B28D1/00—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
- B28D1/02—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing
- B28D1/04—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing with circular or cylindrical saw-blades or saw-discs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
- B28D7/00—Accessories specially adapted for use with machines or devices of the preceding groups
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
- B28D7/00—Accessories specially adapted for use with machines or devices of the preceding groups
- B28D7/005—Devices for the automatic drive or the program control of the machines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
- B28D7/00—Accessories specially adapted for use with machines or devices of the preceding groups
- B28D7/02—Accessories specially adapted for use with machines or devices of the preceding groups for removing or laying dust, e.g. by spraying liquids; for cooling work
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Cleaning In General (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于视觉定位的室内地砖清缝机器人的机械结构，视觉检测装置固定连接在移动基座的前端，机械臂伸缩平台滑动设置在移动基座上，移动基座的后端固定连接控制器操作平台，机械臂伸缩平台上铰接有机械臂，机械臂的前端固连清缝装置，吸尘装置连接在清缝装置上。本发明通过设计机械臂、螺母固接平台、通过麦克纳姆轮移动的移动基座，能够用于基于视觉定位的室内地砖清缝机器人实现三级清缝行程调节，可满足不同工况下的清缝作业要求，结合视觉控制可实现对清缝区域的精准定位并保证清缝过程走刀的平稳顺滑，有效防止人工清缝过程中出现走线偏离、歪曲等问题；本发明设置了吸尘装置，在作业过程中边清缝边吸尘，能够解决扬尘问题。
Description
技术领域
本发明属于房屋装修设备技术领域，具体涉及基于视觉定位的室内地砖清缝机器人的机构结构。
背景技术
在瓷砖铺设过程中，将瓷砖贴覆于毛坯表面时，基于瓷砖具有热胀冷缩的物理特性，需要在相邻瓷砖间留有一定缝隙，并且填充瓷砖美缝剂以防止瓷砖缝隙氧化发黑、滋生细菌、产生异味。清缝作为美缝过程中的关键一步，传统清缝在填充美缝剂前需要人工沿瓷砖缝隙打磨除尘，待美缝剂填充固化后需再次沿瓷砖缝隙铲除多余的美缝剂。整套工序费时，费力，且清缝效果完全依赖操作人员的技术水平，清缝走线易偏离直线方向，造成砖缝边缘的凹凸不平，甚至对瓷砖表面造成损坏，美缝质量无法保证。此外，高灰尘的作业环境也严重影响着工人的身体健康。
发明内容
本发明为解决传统人工清缝走线容易歪曲，导致砖缝边缘凹凸或瓷砖破损等问题，公开了一种基于视觉定位的室内地砖清缝机器人的机构结构。
本发明的技术方案如下：
一种基于视觉定位的室内地砖清缝机器人的机械结构，包括移动基座、机械臂伸缩平台、清缝装置、吸尘装置以及视觉检测装置五个部分，移动基座上安装有至少四个麦克纳姆轮，麦克纳姆轮驱动整个机器人移动，视觉检测装置固定连接在移动基座的前端，机械臂伸缩平台滑动设置在移动基座上，移动基座的后端固定连接控制机械臂伸缩平台在移动基座上滑动的控制器操作平台，机械臂伸缩平台上铰接有机械臂，机械臂的前端固连清缝装置，吸尘装置连接在清缝装置上。
进一步地，移动基座丝杠支撑座，丝杠支撑座上转动连接有丝杠，丝杠沿丝杠支撑座长度方向设置，螺母固接平台连接在丝杠上，并沿着丝杠滑动，麦克纳姆轮通过轴承分别安装于丝杠支撑座的两侧，控制器操作平台固定连接于丝杠支撑座后端，丝杠的后端与电机一连接，电机一驱动螺母固接平台在丝杠上移动。
优选地，丝杠支撑座底部连接有吸盘伸缩杆，吸盘伸缩杆的伸缩端连接有定位吸盘。
进一步地，机械臂伸缩平台包括机械臂伸缩平台基座，机械臂伸缩平台基座上固定连接关节支撑座，机械臂包括关节一和关节二，关节一的一端通过关节轴一转动连接在关节支撑座上，关节一与机械臂伸缩平台基座之间连接有竖向的液压推杆一，关节一的另一端通过关节轴二与关节二转动连接，关节一与关节二之间连接有液压推杆二，关节二的另一端连接在三向接头的其中一个接头上。
进一步地，清缝装置包括刀头和三向接头，其中刀头包括刀片与刀头套，刀头套连接在三向接头的一个接头上，刀片安装在刀头套内。
本发明所设计的机械结构可用于机器人实现三级清缝行程调节，可满足不同清缝作业要求。一级调节为完成初始位置固定后，控制液压杆一的伸缩使关节一沿关节轴一转动以调整刀头的切割深度，控制液压杆二的伸缩使关节二沿关节轴二转动以调整刀头的纵向切割距离。在一级调节下，如若此时刀头最大纵向切割进给距离小于实际清缝距离，则通过电机驱动螺母固接平台移动，实现机械臂伸缩平台基座的纵向移动，以适应性调整刀头相对于待清理缝隙的位置，此为二级调节。在二、三级调速下，如若此时刀头最大纵向切割进给距离仍小于实际清缝距离，则需通过控制丝杠底部支撑座的升缩杆收回定位吸盘，并依托工业相机实时定位缝隙方向，控制麦克纳姆轮转动使整个机体移动至当前切割点并完成再次定位，此为三级调节。正常作业时需结合实际工况重复一、二、三级调节直至完成缝隙的清理工作。
进一步地，吸尘装置包含吸尘管和吸尘机，吸尘机固定连接在移动基座的前端，吸尘管的一端连接在刀头套上，吸尘管的另一端连接至吸尘机上。
进一步地，吸尘机包括吸尘机前盖、吸尘机后盖、过滤网、风扇以及集尘槽，吸尘机后盖固连在移动基座前端，风扇连接在吸尘机后盖上，过滤网连接在吸尘机前盖上，吸尘机前盖连接在吸尘机后盖上，吸尘机前盖与吸尘机后盖共同形成吸尘机壳体，集尘槽连接在吸尘机后盖底端，吸尘管一端连接在三向接头的一个接头上，吸尘管另一端连接在集尘槽上。
进一步地，集尘槽顶部设置有滑槽，吸尘机后盖底部设置有滑轨，集尘槽通过滑槽、滑轨滑动连接在吸尘机后盖底端。
进一步地，视觉检测装置包括工业相机、相机架、旋转轴一以及旋转轴二，相机架通过旋转轴二固定于吸尘机后盖顶部，工业相机通过旋转轴一固定于相机架上。
本发明的有益效果在于：
本发明通过设计可转动的机械臂、可移动的螺母固接平台、通过麦克纳姆轮移动的移动基座，能够用于基于视觉定位的室内地砖清缝机器人实现三级清缝行程调节，可满足不同工况下的清缝作业要求，结合视觉控制可实现对清缝区域的精准定位并保证清缝过程走刀的平稳顺滑，有效防止人工清缝过程中出现走线偏离、歪曲等问题；本发明设置了吸尘装置，在作业过程中边清缝边吸尘，能够解决扬尘问题。
附图说明
图1显示了本发明的整体结构。
图2显示了图1的侧视图结构。
图3显示了吸尘装置的结构示意图。
图4显示了视觉检测装置的结构示意图。
图5显示了滚珠丝杠的结构示意图。
图6显示了三向接头的结构示意图。
图7显示了关节支撑座和机械臂伸缩平台基座的结构示意图。
图中：1-控制器操作平台、2-麦克纳姆轮、3-定位吸盘、4-丝杠、5-螺母固接平台、6-丝杠支撑座、7-吸盘伸缩杆、8-电机、9-关节一、10-关节二、11-关节轴一、12-关节轴二、13-液压推杆一、14-液压推杆二、15-关节支撑座、16-机械臂伸缩平台基座、17-三向接头、18-线缆、19-刀片、20-刀头套、22-刀头控制器、24-吸尘管、25-吸尘机前盖、26-吸尘机后盖、27-过滤网、28-风扇、29-集尘槽、30-工业相机、31-相机架、32-旋转轴一、33-旋转轴二。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步的详细说明。
本发明是基于视觉定位的室内地砖清缝机器人的机械结构，关于室内地砖清缝机器人的控制原理不包含在此方案中。
如图1-7，一种基于视觉定位的室内地砖清缝机器人的机械结构包括移动基座、机械臂伸缩平台、清缝装置、吸尘装置以及视觉检测装置五个部分，移动基座部分包括滚珠丝杠、控制器操作平台1、麦克纳姆轮2、定位吸盘3、吸盘伸缩杆7和电机8，其中，滚珠丝杠包括丝杠4、螺母固接平台5、丝杠支撑座6。
麦克纳姆轮2通过轴承连接分别安装于丝杠支撑座6两侧，控制器操作平台1则通过螺钉连接嵌合于丝杠支撑座6末端，丝杠4与螺母固接平台5间为螺纹配合，丝杠4通过轴承连接固定于丝杠支撑座6且右端连接电机8。定位吸盘3上端嵌套于丝杠支撑座6底部螺钉连接的吸盘伸缩杆7以实现升降功能。
机械臂伸缩平台包含关节一9、关节二10、关节轴一11、关节轴二12、液压推杆一13、液压推杆二14、关节支撑座15以及机械臂伸缩平台基座16。关节一9通过关节轴一11与关节支撑座15相连，并通过液压推杆一13的竖直运动实现关节一9绕关节轴一11回转，关节二10通过关节轴二12与关节一9相连，并通过液压推杆二14的竖直运动实现关节二10绕关节轴二12回转。
清缝装置包含刀头、三向接头17、线缆18和刀头控制器22，其中刀头包含刀片19与刀头套20，刀片19与刀头套20为同心配合，刀头套通过三向接头17与关节二10连接，三向接头另外两个接头分别连接吸尘管24和线缆18。刀头控制器的结构、刀头控制器控制刀片转动的控制原理不包含在本发明技术方案中。
吸尘装置包括吸尘管24、吸尘机前盖25、吸尘机后盖26、过滤网27、风扇28以及集尘槽29。吸尘管24右端连接集尘槽29，左端通过三向接头17与刀头相接；过滤网27置于吸尘机前盖25与吸尘机后盖26中部，风扇28则安装于吸尘机后盖26内表面中心处，集尘槽29其上部滑槽与吸尘机后盖26底部滑轨嵌合，实现集尘槽29沿滑轨方向的水平移动，便于取放。
视觉检测装置包括工业相机30、相机架31、旋转轴一33以及旋转轴二32，相机架31通过旋转轴二32固定于吸尘机后盖26顶部，可实现工业相机30视野的左右转向，工业相机30通过旋转轴一33固定于相机架31上，可实现工业相机30视野的上下转向，以实现对清缝走线方向信息的实时监测与反馈。
本发明所述的基于视觉定位的室内地砖清缝机器人在进行清缝作业时，以待清理缝隙一端为起点，机体通过控制麦克纳姆轮2转动可移动至起点处，并调整机体位姿直至机身纵向与缝隙平行，并使刀片19最低点对准起点，其次通过控制丝杠支撑座6底部的吸盘升缩杆7释放定位吸盘3，完成机体移动基座部分的固定。本发明公开所述机器人的机械结构，机器人的控制部分不包含在本发明中。
在完成初始位置固定后，开启刀头开关，锯齿状刀片19在刀头控制器22驱动下进行旋转切割，并结合工业相机对待清理缝隙区域的实时定位，控制液压推杆一13的伸缩使机械臂关节一9沿关节轴一11转动，可调整刀头的切割深度，控制液压推杆二14的伸缩则使机械臂关节二10沿关节轴二12转动，可调整刀头的纵向切割距离，可实现对清缝区域的精准定位以及清缝过程走刀的平稳顺滑。如若此时刀头最大纵向切割距离不能满足实际清缝距离，则通过电机驱动丝杠-螺母固接平台传动实现机械臂伸缩平台基座16的纵向移动以适应性调整刀头相对于待清理缝隙的位置；如若此时刀头最大纵向切割距离仍不能满足实际清缝距离，则需通过控制丝杠支撑座6底部的升缩杆收回定位吸盘3，并依托工业相机30实时定位缝隙方向，控制麦克纳姆轮2转动，使机体移动至当前切割点并完成再次定位，重复上述步骤直至完成缝隙的清理工作。
在清缝过程中，吸尘装置中风扇28处于转动状态，产生的废屑在风力抽吸状态下，可沿刀片19与缝隙接触点切线方向，由刀头套20、刀片19间缝隙经三向接头17进入吸尘管24，过滤网27可防止较大的尘屑进入风扇区域引起风扇28出现卡顿等故障，使其直接沿过滤网27向下进入集尘槽29，当清缝工作完成后，关闭电源后可将集尘槽29沿吸尘机后盖26底部滑轨取下，倾倒尘屑后，再将集尘槽29沿吸尘机后盖26底部滑轨拼装于原位置，整体清缝作业完成。
Claims (9)
1.一种基于视觉定位的室内地砖清缝机器人的机械结构，其特征在于，包括移动基座、机械臂伸缩平台、清缝装置、吸尘装置以及视觉检测装置五个部分，移动基座上安装有至少四个麦克纳姆轮，麦克纳姆轮驱动整个机器人移动，视觉检测装置固定连接在移动基座的前端，机械臂伸缩平台滑动设置在移动基座上，移动基座的后端固定连接控制机械臂伸缩平台在移动基座上滑动的控制器操作平台，机械臂伸缩平台上铰接有机械臂，机械臂的前端固连清缝装置，吸尘装置连接在清缝装置上。
2.根据权利要求1所述的一种基于视觉定位的室内地砖清缝机器人的机械结构，其特征在于，移动基座丝杠支撑座，丝杠支撑座上转动连接有丝杠，丝杠沿丝杠支撑座长度方向设置，螺母固接平台连接在丝杠上，并沿着丝杠滑动，麦克纳姆轮通过轴承分别安装于丝杠支撑座的两侧，控制器操作平台固定连接于丝杠支撑座后端，丝杠的后端与电机连接，电机驱动螺母固接平台在丝杠上移动。
3.根据权利要求2所述的一种基于视觉定位的室内地砖清缝机器人的机械结构，其特征在于，机械臂伸缩平台包括机械臂伸缩平台基座，机械臂伸缩平台基座上固定连接关节支撑座，机械臂包括关节一和关节二，关节一的一端通过关节轴一转动连接在关节支撑座上，关节一与机械臂伸缩平台基座之间连接有竖向的液压推杆一，关节一的另一端通过关节轴二与关节二转动连接，关节一与关节二之间连接有液压推杆二，关节二的另一端连接在三向接头的其中一个接头上。
4.根据权利要求3所述的一种基于视觉定位的室内地砖清缝机器人的机械结构，其特征在于，清缝装置包括刀头和三向接头，其中刀头包括刀片与刀头套，刀头套连接在三向接头的一个接头上，刀片安装在刀头套内。
5.根据权利要求4所述的一种基于视觉定位的室内地砖清缝机器人的机械结构，其特征在于，吸尘装置包含吸尘管和吸尘机，吸尘机固定连接在移动基座的前端，吸尘管的一端连接在刀头套上，吸尘管的另一端连接至吸尘机上。
6.根据权利要求5所述的一种基于视觉定位的室内地砖清缝机器人的机械结构，其特征在于，吸尘机包括吸尘机前盖、吸尘机后盖、过滤网、风扇以及集尘槽，吸尘机后盖固连在移动基座前端，风扇连接在吸尘机后盖上，过滤网连接在吸尘机前盖上，吸尘机前盖连接在吸尘机后盖上，吸尘机前盖与吸尘机后盖共同形成吸尘机壳体，集尘槽连接在吸尘机后盖底端，吸尘管一端连接在三向接头的一个接头上，吸尘管另一端连接在集尘槽上。
7.根据权利要求6所述的一种基于视觉定位的室内地砖清缝机器人的机械结构，其特征在于，集尘槽顶部设置有滑槽，吸尘机后盖底部设置有滑轨，集尘槽通过滑槽、滑轨滑动连接在吸尘机后盖底端。
8.根据权利要求6所述的一种基于视觉定位的室内地砖清缝机器人的机械结构，其特征在于，视觉检测装置包括工业相机、相机架、旋转轴一以及旋转轴二，相机架通过旋转轴二固定于吸尘机后盖顶部，工业相机通过旋转轴一固定于相机架上。
9.根据权利要求2所述的一种基于视觉定位的室内地砖清缝机器人的机械结构，其特征在于，丝杠支撑座底部连接有吸盘伸缩杆，吸盘伸缩杆的伸缩端连接有定位吸盘。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110646026.3A CN113320022A (zh) | 2021-06-09 | 2021-06-09 | 一种基于视觉定位的室内地砖清缝机器人的机构结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110646026.3A CN113320022A (zh) | 2021-06-09 | 2021-06-09 | 一种基于视觉定位的室内地砖清缝机器人的机构结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113320022A true CN113320022A (zh) | 2021-08-31 |
Family
ID=77421228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110646026.3A Pending CN113320022A (zh) | 2021-06-09 | 2021-06-09 | 一种基于视觉定位的室内地砖清缝机器人的机构结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113320022A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113842090A (zh) * | 2021-09-03 | 2021-12-28 | 珠海格力电器股份有限公司 | 清洁机器人的控制方法及其装置、计算机可读存储介质 |
-
2021
- 2021-06-09 CN CN202110646026.3A patent/CN113320022A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113842090A (zh) * | 2021-09-03 | 2021-12-28 | 珠海格力电器股份有限公司 | 清洁机器人的控制方法及其装置、计算机可读存储介质 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110424683B (zh) | 一种3d打印装饰面层机器人 | |
| CN113320022A (zh) | 一种基于视觉定位的室内地砖清缝机器人的机构结构 | |
| CN206812067U (zh) | 一种切割角度可调自动开槽机 | |
| CN209920259U (zh) | 一种石材开采用具有除尘功能的切割装置 | |
| CN111845174B (zh) | 一种汽车造型设计用便于泥塑雕刻的泥塑台 | |
| CN206110699U (zh) | 一种具有清洗和全自动除墙皮的设备 | |
| CN219444538U (zh) | 一种焊接后导板缝隙修复装置 | |
| CN113665006B (zh) | 一种用于建筑电气施工的安全防护装置 | |
| CN111172851A (zh) | 公路桥梁伸缩缝清理装置 | |
| CN215167730U (zh) | 手推式瓷砖缝隙清理装置 | |
| CN215847232U (zh) | 一种具有减震基座结构的落地端面铣床 | |
| CN216138570U (zh) | 一种数控车床碎屑收集装置 | |
| CN213015442U (zh) | 混凝土施工缝侧面凿毛装置 | |
| CN209976463U (zh) | 一种用于建筑施工的钻孔装置 | |
| CN113942027A (zh) | 一种可伸缩式风机叶片维护装置 | |
| CN110103147B (zh) | 一种用于铝合金管加工用机床及其工作方法 | |
| CN219359387U (zh) | 一种电锤顶板钻孔辅助支架 | |
| CN110900100A (zh) | 一种用于圆筒状零件焊接的辅助焊接装置 | |
| CN116587056B (zh) | 一种用于数控机床的切削屑收集装置 | |
| CN210283747U (zh) | 用于室内套装门的雕刻除尘设备 | |
| CN115256029B (zh) | 用于风电叶片飞边处理的装置 | |
| CN214656236U (zh) | 一种方便移动市政工程用道路灌缝装置 | |
| CN217128365U (zh) | 一种用于斜坡开挖具备收集碎土的推坡机 | |
| CN216757337U (zh) | 一种轴类工件激光熔覆前表面清理装置 | |
| CN220579994U (zh) | 一种桩头修整清理装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |