CN210255452U - 一种地坪研磨吸尘机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种地坪研磨吸尘机器人，包括可移动车体、研磨装置、吸尘装置及控制器，其中，可移动车体包括车架，车架上至少安装有两个主动轮，每个主动轮分别由一个电机独立驱动；研磨装置安装在车架的前端，其底部具有多个可同步转动的研磨头；吸尘装置安装在车架上，且其具有设于可移动车体底部的若干灰尘吸入口；控制器电连接电机、研磨装置以及吸尘装置。本实用新型的地坪研磨吸尘机器人提供了一种结构基础，一方面其可在作业过程中将产生的大部分粉尘吸入吸尘装置，另一方面可以在此结构基础上对其进行远程控制使其可在无操作人员的条件下作业，如此可大大减少地坪研磨过程中对人与环境的不利影响。

Description

一种地坪研磨吸尘机器人

技术领域

本实用新型涉及打磨机械技术领域，一种地坪研磨吸尘机器人。

背景技术

在建筑、厂房的建设中，不少情形下对地面的平整度以及光滑度要求较高，需要对地面进行研磨处理，传统的地坪研磨处理需要工人通过地坪研磨机不断的反复对地坪进行研磨，研磨过程中会产生大量的粉尘弥漫在空气中，影响工作环境，对工作人员的身体健康也有较大不利。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种地坪研磨吸尘机器人，旨在提供一种结构基础，使得地坪研磨机具有具有吸尘功能且具有远程控制可能性，以解决当前地坪研磨机对人和环境造成不利影响的问题。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型的地坪研磨吸尘机器人，包括：

可移动车体，其包括车架，所述车架上至少安装有两个主动轮，每个主动轮分别由一个轮电机独立驱动；

研磨装置，其安装在所述车架的前端；其底部具有多个可同步转动的研磨头；

吸尘装置，其安装在所述车架上，且其具有设于所述可移动车体底部的若干灰尘吸入口；及

控制器，其电连接所述轮电机、研磨装置以及吸尘装置。

进一步地，所述可移动车体上还安装有若干用于探测环境信息的传感器，每个所述传感器均电连接所述控制器。

进一步地，所有的所述传感器中包括激光雷达、超声波传感器、红外线传感器三者中的一种、多种或全部。

进一步地，所述可移动车体上还安装有视觉元件，所述视觉元件电连接所述控制器。

进一步地，所述车架上还安装有电源，所述电源通过变压器分别电连接所述轮电机、研磨装置、吸尘装置及控制器。

进一步地，所述灰尘吸入口有多个，所有灰尘吸入口围绕所述研磨装置的研磨头设置。

进一步地，所述主动轮有两个，两个主动轮对称安装在所述车架的后侧，所述车架的前端还安装有从动轮，所述从动轮可相对于所述车架升降调节位置。

进一步地，所述从动轮上固定有杆件，所述车架上安装有杆件固定座，所述杆件固定座上设置有供所述杆件穿过且可收紧将杆件抱住固定的收紧孔。

有益效果：本实用新型的地坪研磨吸尘机器人提供了一种结构基础，一方面其可将产生的大部分粉尘吸入吸尘装置，另一方面可以在此结构基础上对其进行远程控制使其可在无操作人员的条件下作业，如此可大大减少地坪研磨过程中对人与环境的不利影响。

附图说明

附图1为地坪研磨吸尘机器人的结构图；

附图2为地坪研磨吸尘机器人的第二视角结构图；

附图3为一种研磨装置的内部传动结构图；

附图4为另一种研磨装置的内部传动结构图；

附图5为各单元之间连接的电路图。

附图中各附图标记表示的零部件名称如下：

1-可移动车体；11-车架；12-主动轮；13-轮电机；14-从动轮；15-杆件；16-杆件固定座；2-研磨装置；21-研磨头；22-动力元件；23-第一齿轮；24-第二齿轮；25-过渡齿轮；3-吸尘装置；31-灰尘吸入口；4-控制器；5-激光雷达；6-视觉元件；7-电源；8-变压器；9-电控箱。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

如附图1与附图2所示的地坪研磨吸尘机器人，包括可移动车体1、研磨装置2、吸尘装置3以及控制器4，研磨装置2与吸尘装置3均安装在可移动车体1上。

可移动车体1包括车架11，所述车架11上至少安装有两个主动轮12，每个主动轮12分别由一个轮电机13独立驱动；本实施例中，所述主动轮12有两个，两个主动轮12对称安装在所述车架11的后侧，所述车架11的前端还安装有从动轮14。

为了使得用户可以时研磨装置2在与地面接触状态与架空状态间切换，所述从动轮14可相对于所述车架11升降调节位置，如此，当需要对地面进行研磨作业时，可调节从动轮14与车架11之间的相对位置，使得车架11降低，研磨装置2与地面接触；当只需要使机器人移动，不需要执行研磨作业时，可调节从动轮14与车架11之间的相对位置，使得车架11升高。具体地，所述从动轮14上固定有杆件15，所述车架11上安装有杆件固定座16，所述杆件固定座16上设置有供所述杆件15穿过且可收紧将杆件15抱住固定的收紧孔，通过调节杆件15相对于收紧孔的轴向位置即可调节车架11的升降，使得研磨装置2在与地面接触状态与架空状态两种状态之间切换。

研磨装置2安装在所述车架11的前端，且其底部具有多个可同步转动的研磨头21；本实施例中，研磨装置2包含四个研磨头21，四个研磨头21的四个旋转轴位于一四方形的四个顶点位置，且四个研磨头21均由同一动力元件22驱动转动。在一种实施例中，如图3所示，动力元件22的旋转输出轴上设置有第一齿轮23，每个所述研磨头21上均固定有与所述驱动齿轮23啮合的第二齿轮24。

在第二种实施例中，如图4所示，四个研磨头21分前后两组设置，每组的两个研磨头21左右设置，且每组的两个研磨头21上的两个第二齿轮24直接啮合，研磨装置2还包括过渡齿轮25，过渡齿轮25与动力元件22上的第一齿轮23啮合，且前后两组研磨头21中各有一个研磨头21的第二齿轮24与过渡齿轮25直接啮合，在这一种实施例中，位于车架11同一侧(左侧或右侧)的两个研磨头21转动方向相同，而前侧或后侧的同一组的左、右两个研磨头21转动方向相反，这样四个研磨头21对于可移动车体1产生的反向作用力可以达到平衡，不会由于四个研磨头21同向转动而对可移动车体1产生一个偏转力矩，有利于可移动车体1运动的稳定性。

吸尘装置3安装在所述车架11上，且其具有设于所述可移动车体1底部的若干灰尘吸入口31，吸尘装置3采用现有技术，此处不对其结构作具体介绍。本实施例中，灰尘吸入口31有多个，且所有灰尘吸入口31围绕所述研磨装置2设置，即研磨装置2四侧均设置有灰尘吸入口31，这样设计可有效起到拢住灰尘的效果，一旦研磨头21作业产生灰尘，灰尘要从研磨装置2底部与地面之间的空隙向外逸散，研磨装置2底部与地面之间的空隙的四周均设置有灰尘吸入口31可及时将灰尘吸走，可有效防止灰尘向空气中逸散。

控制器4电连接所述轮电机13、研磨装置2以及吸尘装置3。所述车架11上还安装有电源7，所述电源7通过变压器8分别电连接所述轮电机13、研磨装置2、吸尘装置3及控制器4。

具体地，在第一种实施例中，如附图5为各单元之间连接的电路图，其中，左、右两个轮电机13均采用型号为KincoSMC80S-0075-30AAK-3DKH的直流伺服电机，且每个轮电机13均单独配有一个型号为Kinco FD133的电机驱动器；研磨装置2的动力元件22为型号是西门子1TL0001-1CB23-3FA4-Z的三相交流电机，其配备有一型号为hpmont HD3N-4T011G-TD01的变频器；控制器4的型号为中德睿博FC-02cw，其具有通信功能；吸尘装置3包含的吸尘电机的型号为TC-SA28；变压器8的型号为上海诚稳CW-380-220-48。电源7为连接电网的供电线，其可提供380V的交流电，通过变压器8分别转换出220V交流电压、48V直流电压以及24V直流电压分别向吸尘电机、轮电机13以及控制器4供电，且电源7通过变频器向动力元件22直接供电。控制器4通过RS232通讯协议控制轮电机13，通过RS485通讯协议控制变频器，且通过继电器控制吸尘电机的启停。上述电源7、控制器4、电机驱动器、变频器等装置均安装在电控箱9内，电控箱9安装在车架11的后侧。

此外，在第二种实施例中，上述动力元件22以及吸尘电机均可采用直流电机，此外，上述电源7可替换为固定在可移动车体1上的蓄电池，所述蓄电池通过变压器8将电源转换为不同规格的直流电向各用电单元供电。通过上述方式，由于地坪研磨吸尘机器人自带蓄电池，因此机器人不用拖着一根电源线走，可实现机器人在更大范围内的自由运动。

在第三种实施例中，上述动力元件22可以是燃油机，如柴油机、汽油机等，此外，电源7为蓄电池，其可向机器人包含的所有用电元器件供电，此实施例与上述第二种实施例的作用效果类似，可实现机器人的无拖线运动，使机器人具有较大的运动自由。

通过上述电路，在一种实施例中，由于控制器4具有通信功能，其可以接收信号，工作人员可在站在较远处通过控制手柄向控制器4发送遥控信号，遥控信号包含使可移动车体1前进、左转弯、右转弯或使吸尘电机与动力元件22启动、停止的简单信号，控制器4完全根据工作人员发出的信号使各电机启动、停止、正反转，如此实现对地坪研磨吸尘机器人的远程控制。

此外，在另一种实施例中，将上述电路与用于探测环境信息的传感器进行结合可以实现地坪研磨吸尘机器人的SLAM导航，所有的传感器中包括激光雷达5、超声波传感器、红外线传感器三者中的一种、多种或全部，每个所述传感器均电连接所述控制器4。具体地，此处以采用激光雷达这一传感器为例进行说明，激光雷达的型号为中德睿博TOFx2-30，其供电电压为直流24V，其与控制器4连接变压器8的同一输出端口。控制器4通过RJ45通讯协议与激光雷达5通讯。

基于该硬件基础，控制器4通过激光雷达5扫描环境信息并利用激光SLAM技术形成平面地图，进行自主定位及导航，并实时通过RS232通讯协议控制电机的启停及转速配合完成运动规划，基于激光雷达的SLAM技术是已经发展成熟的导航技术，由于本实用新型主要保护地坪研磨吸尘机器人的结构，因此不对此作详细说明，基于激光雷达的SLAM技术可参考可参考中国专利号201510727853.X等现有专利文献。基于上述的SLAM导航技术可以实现地坪研磨吸尘机器人的完全自主导航，基本不需要人工参与，工作人员只需要远程控制其启动与停止即可。优选地，在此基础上可加装超声波传感器以辅助探测障碍物帮助机器人提高避障能力，还可加装红外线传感器以实现对可发出红外线的人或动物进行探测，防止机器人撞到行人，若红外线传感器有反馈信号，控制器4可使可移动底盘1暂停运动，直到反馈信号解除再使可移动底盘1恢复作业。

所述可移动车体1上还安装有视觉元件6，所述视觉元件6电连接所述控制器4。视觉元件6可以为普通相机，控制器4可通过视觉元件6采集现场的视频并发送至工作人员的控制端，工作人员可基于视频对机器人进行远程操控。此外，视觉元件6还可以是深度相机，例如采用型号为华硕XtionPRO LIVE的深度相机，通过深度相机，控制器4可获取环境的图像数据以及深度数据，并据此构建3D点云地图，并依据点云地图进行SLAM导航，基于深度相机进行的SLAM导航可参考中国专利号201810610969.9等现有专利文献。

本实用新型的地坪研磨吸尘机器人提供了一种结构基础，一方面其可将产生的大部分粉尘吸入吸尘装置，另一方面可以在此结构基础上对其进行远程控制使其可在无操作人员的条件下作业，如此可大大减少地坪研磨过程中对人与环境的不利影响。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种地坪研磨吸尘机器人，其特征在于，包括：

可移动车体(1)，其包括车架(11)，所述车架(11)上至少安装有两个主动轮(12)，每个主动轮(12)分别由一个轮电机(13)独立驱动；

研磨装置(2)，其安装在所述车架(11)的前端；其底部具有多个可同步转动的研磨头(21)；

吸尘装置(3)，其安装在所述车架(11)上，且其具有设于所述可移动车体(1)底部的若干灰尘吸入口(31)；及

控制器(4)，其电连接所述轮电机(13)、研磨装置(2)以及吸尘装置(3)。

2.根据权利要求1所述的地坪研磨吸尘机器人，其特征在于，所述可移动车体(1)上还安装有若干用于探测环境信息的传感器，每个所述传感器均电连接所述控制器(4)。

3.根据权利要求2所述的地坪研磨吸尘机器人，其特征在于，所有的所述传感器中包括激光雷达(5)、超声波传感器、红外线传感器三者中的一种、多种或全部。

4.根据权利要求1所述的地坪研磨吸尘机器人，其特征在于，所述可移动车体(1)上还安装有视觉元件(6)，所述视觉元件(6)电连接所述控制器(4)。

5.根据权利要求1所述的地坪研磨吸尘机器人，其特征在于，所述车架(11)上还安装有电源(7)，所述电源(7)通过变压器(8)分别电连接所述轮电机(13)、研磨装置(2)、吸尘装置(3)及控制器(4)。

6.根据权利要求1所述的地坪研磨吸尘机器人，其特征在于，所述灰尘吸入口(31)有多个，所有灰尘吸入口(31)围绕所述研磨装置(2)的研磨头(21)设置。

7.根据权利要求1所述的地坪研磨吸尘机器人，其特征在于，所述主动轮(12)有两个，两个主动轮(12)对称安装在所述车架(11)的后侧，所述车架(11)的前端还安装有从动轮(14)，所述从动轮(14)可相对于所述车架(11)升降调节位置。

8.根据权利要求7所述的地坪研磨吸尘机器人，其特征在于，所述从动轮(14)上固定有杆件(15)，所述车架(11)上安装有杆件固定座(16)，所述杆件固定座(16)上设置有供所述杆件(15)穿过且可收紧将杆件(15)抱住固定的收紧孔。

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