CN203662679U - 吸附机器人 - Google Patents
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Abstract
一种吸附机器人，包括机器人本体（100），机器人本体上设有吸附单元（200）、行走单元（300）、作业单元（400）和控制单元（500），吸附单元主要包括吸盘和与其相连的风机，风机抽走吸盘内的空气使其内部形成负压，从而使吸盘吸附在待作业表面上，在控制单元的控制下，吸附机器人通过行走单元在待作业表面上行走作业，所述风机的电流输入端设有电流传感器（600），所述控制单元接收电流传感器检测到的电流信息，判断吸盘处于真空状态或漏气状态。本实用新型结构简单，判断准确灵敏。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种吸附机器人，属于小家电制造技术领域。
背景技术
现有的机器人种类繁多，无论是在水平面上自移动行走作业的机器人，亦或是在竖直面上吸附作业的机器人，都以其体积小巧、动作灵活得到广泛的应用。相对于在水平面上行走作业的机器人来说，吸附机器人在作业过程中的安全稳定性就更需要得到重视。现有吸附机器人上的吸附装置通常为吸盘，一旦由于被吸附表面自身存在的缺陷，比如裂纹等问题，或残留在被吸附表面上的污物造成吸盘在局部或全部发生漏气时，很容易导致吸附机器人丧失吸附能力而产生掉落。因此，需要一种能够实时监测吸盘是否发生漏气的感测装置，在吸附机器人的作业过程中实时监测吸盘的吸附状态，一旦发现问题即可报警提醒或控制采取相应的改善措施。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种吸附机器人，在其风机的电流输入端设有电流传感器，所述电流传感器将检测到的电流信息反馈给控制单元，控制单元依据该电流信息判断吸盘处于真空状态或漏气状态，结构简单，判断准确灵敏。
本实用新型的所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：
一种吸附机器人，包括机器人本体，机器人本体上设有吸附单元、行走单元、作业单元和控制单元，吸附单元主要包括吸盘和与其相连的风机，风机抽走吸盘内的空气使其内部形成负压，从而使吸盘吸附在待作业表面上，在控制单元的控制下，吸附机器人通过行走单元在待作业表面上行走作业，所述风机的电流输入端设有电流传感器，所述控制单元接收电流传感器检测到的电流信息，判断吸盘处于真空状态或漏气状态。
所述的电流传感器包括相连的电流转电压电路和电压放大电路，所述电流转电压电路用于将风机的输入电流转换成待测电压，电压放大电路将所述待测电压放大。
所述的电流传感器采用霍尔磁感线性电流检测元件。
所述吸盘真空度大小与电流值的大小成反比。
所述的吸附机器人为擦玻璃机器人或壁面清洁机器人或抛光机器人。
综上所述，本实用新型提供一种吸附机器人，在其风机的电流输入端设有电流传感器，所述电流传感器将检测到的电流信息反馈给控制单元，控制单元依据该电流信息判断吸盘处于真空状态或漏气状态，结构简单，判断准确灵敏。
下面结合附图和具体实施例，对本实用新型的技术方案进行详细地说明。
附图说明
图1为本实用新型吸附机器人的整体结构示意图；
图2和图3分别为本实用新型电路原理图；
图4为本实用新型检测电流与吸盘真空度关系图；
图5为本实用新型检测电流与气流流量关系图。
具体实施方式
图1为本实用新型吸附机器人的整体结构示意图。如图1所示，本实用新型提供一种吸附机器人A，包括机器人本体100，机器人本体上设有吸附单元200、行走单元300、作业单元400和控制单元500。吸附单元主要包括吸盘和与其相连的风机（含驱动电机），风机抽走吸盘内的空气使其内部形成负压，从而使吸盘吸附在玻璃表面上。同时在控制单元的控制下，吸附机器人通过行走单元在玻璃表面上行走，控制单元控制作业单元完成对玻璃表面的清洁工作。为了实时监测吸附单元的工作状态，在风机的电流输入端，设置电流传感器600，用于检测风机输入电流的大小变化，监测到的电流信息反馈给控制单元，控制单元可以根据电流传感器所监测到的信号变化来判断吸盘是否发生漏气。具体来说，当吸附机器人开始工作后，如果检测到风机的输入电流没有变化，则表示吸盘处于正常的抽真空状态，如果检测到风机的输入电流增加时，则表示吸盘已经漏气。所述的吸附机器人可以包括多个种类，例如：可以为擦玻璃机器人或壁面清洁机器人或抛光机器人。
图2和图3分别为本实用新型电路原理图。如图2所示，电流传感器600具体包含电流转电压电路11和电压放大电路12。电流转电压电路包含直接与电机相连的电阻R6，以及R4与C1构成的滤波电路。假设风机电机的输入电流为I0，则R6的电压为R6*I0，设定R5电阻值非常大。则电流转电压电路11的输出到放大电路12的待测电压基本等于R6*I0。实际工作时，可设定VCC1=12V，VCC2=3.3V，R5=2MΩ，R4=5.1KΩ，R6=0.01Ω。电压放大电路12可以根据放大倍数适当选择放大器，较简单常用，如图2中的比较器放大电路，此处不再赘述。假设电压放大电路12的放大倍数为K=85，则电流传感器600最后输出的电流信息即输出电压U0=K*R6*I0。反过来，控制单元依据输出电压U0、放大倍数K及电阻R6,直接算出风机电机的输入电路I0。
结合图2所示，当用户插上电源，切换开关至On状态时，电流传感器600的输出电压U0=K*R6*I0，K为电压放大电路12的放大倍数，R6为电流转电压电路11中直接与电机相连的电阻，I0风机的输入电流。Imax定义为风机驱动风机空载时输入电流，此时吸盘处于完全不密封的状态，ΔI定义为电流前后时刻的变化量，ΔI＝（后一时刻的电流）－（前一时刻的电流）。还可以定义ΔI到达某个阈值时，则认定吸盘漏气，或者电流I大于某个阈值时，则认定吸盘漏气，此时，I定义为电路当前的有效值电流。需要补充说明的是，通常当风机采用串激式的风机时，风机空载时电流最大，定义为Imax，带负载时，即吸盘部分密封，电流减小。吸盘完全密封时，此时风机的输入电流最小定义为Imin。
更简单的，如图3所示，电流传感器600直接采用霍尔磁感线性电流检测元件10，并将该霍尔磁感线性电流检测元件直接与风机的驱动电机相连。当用户插上电源，切换开关信号至ON状态时，由于霍尔磁感线性电流检测元件本身的输入电流和输出电压呈线性关系，控制单元依据霍尔磁感线性电流检测元件的输出电压U0直接计算出风机的输入电流。
本实用新型设置在风机电流输入端的电流传感器可为单独采购的电子元器件，直接与控制单元连接。电流传感器输出电流信息值，控制单元检测到一个正常工作状态下的电流信息值（如电压放大电路或霍尔磁感线性电流检测元件的输出电压U0）并作为原始阈值储存在微处理器中，将其与电流传感器的实时输出信息值进行比对，如果输出值大于原始阈值则表明吸盘漏气。
图4为本实用新型检测电流与吸盘真空度关系图。如图4所示，图中的X坐标表示电流I的大小，单位为安培（A），Y坐标表示与该电流I对应的真空度值的大小，单位为千帕（KPa）。图5为本实用新型检测电流与气流流量关系图，如图5所示，图中的X坐标也表示电流I的大小，单位为安培（A），Y坐标表示与该电流I对应的气流流量的大小，单位为升/秒（L/S）。很显然，本实用新型的工作原理是：风机负载越大，此时吸盘密封程度越大，吸盘的真空度越高，则输入电流越小；反之，风机空载，此时吸盘密封程度越小，吸盘越漏气，则风机输入电流越大。
综上所述，本实用新型提供一种吸附机器人，在其风机的电流输入端设有电流传感器，所述电流传感器将检测到的电流信息反馈给控制单元，判断吸盘处于真空状态或漏气状态，结构简单，判断准确灵敏。
Claims (5)
1.一种吸附机器人，包括机器人本体（100），机器人本体上设有吸附单元（200）、行走单元（300）、作业单元（400）和控制单元（500），吸附单元主要包括吸盘和与其相连的风机，风机抽走吸盘内的空气使其内部形成负压，从而使吸盘吸附在待作业表面上，在控制单元的控制下，吸附机器人通过行走单元在待作业表面上行走作业，其特征在于，所述风机的电流输入端设有电流传感器（600），所述控制单元接收电流传感器检测到的电流信息，判断吸盘处于真空状态或漏气状态。
2.如权利要求1所述的吸附机器人，其特征在于，所述的电流传感器（600）包括相连的电流转电压电路(11)和电压放大电路(12)，所述电流转电压电路(11)用于将风机的输入电流转换成待测电压，电压放大电路(12)将所述待测电压放大。
3.如权利要求1所述的吸附机器人，其特征在于，所述的电流传感器（600）为霍尔磁感线性电流检测元件。
4.如权利要求1所述的吸附机器人，其特征在于，所述吸盘真空度大小与电流值的大小成反比。
5.如权利要求1所述的吸附机器人，其特征在于，所述吸附机器人为擦玻璃机器人或壁面清洁机器人或抛光机器人。
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