CN217491382U - 一种基于agv差速驱动的喷漆打磨移动平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于AGV差速驱动的喷漆打磨移动平台，AGV差速驱动装置带动移动底盘自主行走，末端执行机构可以根据使用要求切换为打磨机头或者喷涂机头，喷涂组件为喷涂机头输送涂料，机械手夹装末端执行机构按设定行程指令对作业面进行喷漆和打磨操作，通过相机检查作业面喷漆和打磨作业的工作情况，可以自主规划路径、避开障碍物以完成喷漆和打磨作业，能够取代人工手动操作进行自动化喷漆打磨作业，并且能够进行移动行走作业，移动操作空间大，操作方便；升降装置驱动机械手上升或者下降以适应作业面高度，还能够进一步增加操作空间。

Description

一种基于AGV差速驱动的喷漆打磨移动平台

技术领域

本实用新型属于建筑行业喷漆打磨设备制造技术领域，具体涉及一种基于 AGV差速驱动的喷漆打磨移动平台。

背景技术

随着科学技术和社会经济的高速发展，各行各业都已经大力推广应用智能机器人，但是在建筑行业领域中的各种建筑设备还缺少相应智能机器人，特别是喷漆打磨工艺中仍然主要依靠人工手动进行喷漆打磨作业，操作人员劳动强度高，存在职业健康安全隐患，不能适应现代化科技发展的需求；现有技术中的工业喷漆打磨作业设备通常是在固定工位上设置智能工装，例如机械手，通过固定位置上的机械手执行喷漆打磨工序，其作业空间小，操作不方便，生产效率低。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型目的在于提供一种基于 AGV差速驱动的喷漆打磨移动平台，能够取代人工手动操作进行自动化喷漆打磨作业，并且能够进行移动行走作业，操作空间大，操作方便。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种基于AGV差速驱动的喷漆打磨移动平台，包括有移动底盘、控制器、喷涂组件、升降装置、机械手、相机和末端执行机构；

所述移动底盘用于支撑安装喷涂组件、升降装置、机械手、相机和末端执行机构，所述移动底盘设置有AGV差速驱动装置；

所述升降装置设置于移动底盘的后段上方，所述升降装置用于驱动机械手上升或者下降；

所述机械手固定连接于升降装置顶端，所述机械手用于固定安装末端执行机构和相机，并根据控制器的指令带动末端执行机构和相机沿着工件的工作面移动；

所述末端执行机构为喷涂机头或者打磨机头；

所述喷涂组件设置于移动底盘的前段上方，当所述末端执行机构为喷涂机头时，所述喷涂组件用于为喷涂机头输送涂料；

所述相机用于检测喷涂和打磨作业的质量。

所述移动底盘包括有底盘壳体、底盘框架、底盘支撑板和行走轮组，底盘框架固定连接于底盘支撑板上方，底盘壳体固定包覆于底盘框架和底盘支撑板的外部，且底盘壳体的下端向下延伸至底盘支撑板下方；所述底盘支撑板上方设置有底盘驱动器；

所述行走轮组固定安装于底盘支撑板下方；所述行走轮组包括有三对行走轮，其中位于底盘支撑板前端和后端的两对第一行走轮为万向轮，位于底盘支撑板中部的一对第二行走轮为差速轮，一对第二行走轮通过AGV差速传动机构连接至底盘驱动器，一对第二行走轮、AGV差速传动机构和底盘驱动器构成 AGV差速驱动装置。

所述底盘壳体由底盘支撑板分隔为底盘壳体上部和底盘壳体下部，所述底盘壳体下部的前端面和后端面上分别设置有激光雷达；所述底盘壳体上部四周的每个侧面上分别设置有一个或者多个超声波雷达。

所述底盘壳体上部四周的每个侧面上还分别设置有仓门；所述底盘壳体上部的一侧侧面上还设置有电源控制面板，电源控制面板上设置有开关、电量指示灯和充电口，所述底盘壳体内部设置有充电电池。

所述喷涂组件包括有涂料储存箱和喷涂泵，涂料储存箱和喷涂泵并排设置于移动底盘的前段上方一侧，移动底盘的前段上方另一侧设置有控制箱，控制箱内部设置有控制器，移动底盘、喷涂组件、升降装置、机械手、相机和末端执行机构均连接至控制器。

所述机械手顶端设置有主夹爪和分支连接杆，主夹爪通过一L形装夹头固定安装于机械手顶端，分支连接杆沿竖直方向固定设置于机械手顶端位于装夹头后侧的位置上；所述主夹爪用于固定夹装末端执行机构，所述分支连接杆用于支撑安装相机。

所述升降装置包括有上支撑柱、下支撑柱和驱动机构，所述上支撑柱滑动设置于下支撑柱内部，所述下支撑柱底端固定连接在移动底盘上表面上，所述驱动机构设置于下支撑柱内部；所述驱动机构用于提供动力驱动上支撑柱沿着下支撑柱内腔上升或者下降。

所述驱动机构为链式传动机构、齿轮齿条传动机构、液压传动机构、气缸传动机构、或者滚珠丝杠传动机构。

所述移动底盘上方还设置有平台箱体，平台箱体罩覆于喷涂组件、控制箱和升降装置的下段外部；平台箱体的顶板上设置有触摸显示屏、运行指示灯和急停按钮。

所述平台箱体的后侧板、左侧板和右侧板上分别设置检修孔，每个检修孔上分别设置有箱门，每个箱门均通过165°大角度铰链连接于平台箱体的侧壁上。

本实用新型的有益效果为：

一种基于AGV差速驱动的喷漆打磨移动平台，AGV差速驱动装置带动移动底盘自主行走，末端执行机构可以根据使用要求切换为打磨机头或者喷涂机头，喷涂组件为喷涂机头输送涂料，机械手夹装末端执行机构按设定行程指令对作业面进行喷漆和打磨操作，通过相机检查作业面喷漆和打磨作业的工作情况，可以自主规划路径、避开障碍物以完成喷漆和打磨作业，能够取代人工手动操作进行自动化喷漆打磨作业，并且能够进行移动行走作业，移动操作空间大，操作方便；升降装置驱动机械手上升或者下降以适应作业面高度，还能够进一步增加操作空间。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的基于AGV差速驱动的喷漆打磨移动平台整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例一的基于AGV差速驱动的喷漆打磨移动平台侧视结构示意图；

图3是本实用新型实施例一的基于AGV差速驱动的喷漆打磨移动平台去除机械手以后的立体结构放大示意图；

图4～图5是本实用新型实施例一的基于AGV差速驱动的喷漆打磨移动平台去除机械手以后的另外两个视角的立体结构放大示意图；

图6是本实用新型实施例一的基于AGV差速驱动的喷漆打磨移动平台去除机械手、底盘壳体和平台箱体以后的立体结构放大示意图；

图7是本实用新型实施例一的基于AGV差速驱动的喷漆打磨移动平台去除机械手、底盘壳体和平台箱体以后另一角度的立体结构放大示意图；

图8是本实用新型实施例一的基于AGV差速驱动的喷漆打磨移动平台的移动底盘立体结构放大示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，不是全部实施例。本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1～8所示，本实用新型提供一种基于AGV差速驱动的喷漆打磨移动平台，整体策划方案为：自下至上依次设置移动底盘1、控制器、喷涂组件2、升降装置4、机械手5、相机7和末端执行机构8，由移动底盘1、控制器、喷涂组件2、升降装置4、机械手5、相机7和末端执行机构8等部件固定连接组合构成整体结构的基于AGV差速驱动的喷漆打磨移动平台。

各部件的具体结构特征如下：

通过移动底盘1固定支撑安装喷涂组件2、升降装置4、机械手5、相机7 和末端执行机构8，移动底盘1是为整个机器人提供移动行走功能的基础平台结构，移动底盘在周边雷达传感器与控制器的指挥下可以自主行走、自主规划路径去完成作业。

在所述移动底盘1内部设置AGV差速驱动装置，通过AGV差速驱动装置根据指令信号和环境监测数据驱动移动底盘1移动，并且AGV差速驱动装置采用AGV双舵轮定位行走，定位数据精确度高，承载能力强，抗撕裂性能好，不易变形。

升降装置4固定设置于移动底盘1的的后段上方，升降装置4的功能是用于驱动机械手5上升或者下降，以增加机械手5的操作空间和作业面积。

机械手5固定连接于升降装置4的顶端，机械手5的功能是用于固定安装末端执行机构8和相机7，机械手5根据控制器的指令带动末端执行机构8和相机7沿着工件的工作面移动；控制器收集各雷达监测器监测反馈的信号数据，并根据监测反馈的信号数据判断各执行机构的工作情况，从而发出补充或者调整作业的指令信号。

控制器可以设置于移动底盘1上任意位置，或者设置外接控制台，或者与远程控制中心通讯连接后，由远程控制中心进行遥控控制。

末端执行机构8可以根据使用要求切换喷涂机头或者打磨机头，从而实现喷涂作业或者打磨作业。

喷涂组件2设置于移动底盘1的前段上方，当末端执行机构8为喷涂机头时，喷涂组件2即启动工作，为喷涂机头输送涂料，使得喷涂机头能够持续进行喷涂作业。

相机7用于检测喷涂和打磨作业的质量，并反馈至控制器。

进一步地，各部位的具体技术结构如下：

首先是移动底盘的具体结构：

移动底盘1包括底盘壳体1000、底盘框架101、底盘支撑板102和行走轮组11，底盘框架101固定连接于底盘支撑板102的上方，底盘壳体1000固定包覆于底盘框架101和底盘支撑板102的外部，且底盘壳体1000的下端向下延伸至底盘支撑板102的下方；在底盘支撑板上方的中部位置固定设置底盘驱动器 16，通过底盘驱动器16控制移动底盘的启停和移动行走路径。

行走轮组11固定安装于底盘支撑板102的下方，通过行走轮组11的旋转运动实现移动底盘1的移动行走；具体地，行走轮组11包括三对行走轮，其中位于底盘支撑板102的前端和后端的两对第一行走轮111为万向轮，两对第一行走轮111的功能是提供导向辅助，其为被动轮；位于底盘支撑板102中部的一对第二行走轮112为差速轮，一对第二行走轮112通过AGV差速传动机构 113连接至底盘驱动器16，一对第二行走轮112由AGV差速传动机构113驱动旋转，为移动底盘的移动行走提供主动力，为主动轮。一对第二行走轮112、 AGV差速传动机构113和底盘驱动器16构成AGV差速驱动装置。

AGV差速传动机构113的具体结构如下：在底盘支撑板102的下方中部对称设置两套电机和行星减速轮，每个第二行走轮112分别通过一套电机和行星减速轮连接至底盘驱动器16，由底盘驱动器16提供动力驱动一对第二行走轮112差速运动；需要向一侧转向时，该侧第二行走轮112状态不变，对应另外一侧的电机和行星减速轮带动相应侧第二行走轮112加速转动；反之亦然；需要原地转圈时，则两侧的第二行走轮112轮向相反的方向转动。从而使得两侧第二行走轮112通过不同的速度为AGV引导转弯或者转向。

通过底盘壳体1000为移动底盘上安装的底盘驱动器16、AGV差速传动机构113和行走轮组11的运动部件等提供防护，安全系数高

底盘壳体1000由底盘支撑板102分隔为底盘壳体上部和底盘壳体下部，在底盘壳体下部的前端面和后端面上分别设置激光雷达13，在底盘壳体上部四周的每个侧面上分别设置有一个或者多个超声波雷达12，通过激光雷达13和多个超声波雷达12可以实时监测四周环境，以及行走路径上的障碍物情况。

在底盘壳体上部四周的每个侧面上还分别设置仓门14，每个仓门14设置有拉手，通过拉手可以打开仓门，以便于对移动底盘内部的各运动零部件和底盘驱动器进行维护保养。

并在底盘壳体上部的四周侧面的其中一侧侧面上还设置电源控制面板，在电源控制面板上设置开关19、电量指示灯18和充电口17，在底盘壳体内部设置充电电池，图中未画出充电电池，通过充电电池为本实用新型的基于AGV差速驱动的喷漆打磨移动平台提供动力，无需连接有线电源，操作方便，移动行走灵活，开关19控制电源启停，电量指示灯18显示充电电池的电量。

其次是喷涂组件的具体结构：

喷涂组件2包括有涂料储存箱21和喷涂泵22，涂料储存箱21和喷涂泵22 并排设置于移动底盘的前段上方一侧，涂料储存箱21的功能作用是储存涂料，喷涂泵22的功能作用是将涂料储存箱21内部储存的涂料输送至喷涂机头，使得喷涂机头能够持续进行喷涂作业。

在移动底盘1的前段上方另一侧设置控制箱511，控制箱511主要功能是机械手(协作臂)的控制箱，因此也称为协作臂控制箱，通过控制箱控制机械手的执行动作。

本例中的控制器集成设置于控制箱内部，底盘驱动器16、喷涂组件2、升降装置4、机械手5、相机7和末端执行机构8均连接至控制器，由控制器联动控制底盘驱动器16、喷涂组件2、升降装置4、机械手5、相机7和末端执行机构8的相应执行动作。

再次是机械手的具体结构：

在机械手5的顶端设置主夹爪91和分支连接杆6，主夹爪91通过一L形装夹头9固定安装于机械手5的顶端，分支连接杆6沿竖直方向固定设置于机械手5的顶端位于装夹头9后侧的位置上；主夹爪91用于固定夹装末端执行机构8，分支连接杆用于支撑安装相机7，从而使得相机7可以从末端执行机构8 的后侧并偏离一定距离的方向拍摄传输末端执行机构8对工件作业面进行喷涂打磨作业的完成情况，检测结果准确全面。

再次是升降装置的具体结构：

升降装置包括有上支撑柱42、下支撑柱41和驱动机构，上支撑柱42的下端滑动设置于下支撑柱41的内部，上支撑柱42的上端伸出至下支撑柱41的下支撑顶板411上方，并在上支撑柱42的上端固定安装一块上支撑顶板421。

下滑套顶板411用于封闭遮挡住下滑套41的内腔，以提高防护等级和支撑强度。

下支撑柱41的底端通过安装底座412固定连接在移动底盘1的上表面上，在下支撑柱41的内部可以设置中空内腔，以便将驱动机构设置于下支撑柱41 的中空内腔内部，结构简单紧凑，体积小，占用空间少；驱动机构用于提供动力，以便驱动上支撑柱42沿着下支撑柱41的内腔上升或者下降，从而调节机械手的基础支撑高度。

驱动机构可以直接采用现有技术中的相关驱动机构，例如可以采用链式传动机构、齿轮齿条传动机构、液压传动机构、气缸传动机构、直线电动推杆或者滚珠丝杠传动机构，以及现有技术中的其他传动机构，各种驱动机构各有利弊，具体情况可以根据使用现场的实际条件进行适应性选择；本例中推荐选择滚珠丝杠传动机构，采用电机作为滚珠丝杠的动力机构。

再进一步地，在移动底盘上方还设置有平台箱体3，平台箱体3罩覆于喷涂组件2、控制箱511和升降装置4的下段外部，以便对喷涂组件的涂料储存箱进行补充原料，以便对喷涂组件、控制箱、底盘驱动器等零部件的维修保养操作；在平台箱体3的顶板上设置触摸显示屏33、运行指示灯34和急停按钮35，通过触摸显示屏33可以直观操作输入控制指令，通过控制器联动控制底盘驱动器16、喷涂组件2、升降装置4、机械手5、相机7和末端执行机构8的相应执行动作；运行指示灯34可以直观显示机构运行状态；通过急停按钮35可以一键停止所有运行机构。

并且，下支撑柱41的高度大于平台箱体3的高度，使得下支撑柱41的顶端伸出至平台箱体3的上方；上支撑柱42的上端也伸出至下支撑柱41的下支撑柱顶板411上方，升降装置4的升降行程和效果能够直接观察。

最后，在平台箱体的后侧板、左侧板和右侧板上分别设置检修孔，每个检修孔上分别设置箱门32，每个箱门32均通过德国海蒂诗品牌的165°大角度铰链231连接于平台箱体的侧壁上；通过箱门32可以打开或者关闭检修孔，以便维修维护。

本实用新型的基于AGV差速驱动的喷漆打磨移动平台，AGV差速驱动装置带动移动底盘自主行走，末端执行机构可以根据使用要求切换为打磨机头或者喷涂机头，喷涂组件为喷涂机头输送涂料，机械手夹装末端执行机构按设定行程指令对作业面进行喷漆和打磨操作，通过相机检查作业面喷漆和打磨作业的工作情况，可以自主规划路径、避开障碍物以完成喷漆和打磨作业，能够取代人工手动操作进行自动化喷漆打磨作业，并且能够进行移动行走作业，移动操作空间大，操作方便；升降装置驱动机械手上升或者下降以适应作业面高度，还能够进一步增加操作空间。

本实用新型中记载的控制器与移动底盘、喷涂组件、升降装置、机械手、相机和末端执行机构之间的连接，包括电连接以传输电力，和/或通讯连接以传输指令监测信号。

移动底盘1是为整个机器人提供移动行走功能的基础平台，移动底盘在四周激光雷达和超声波雷达的实时感应监测与控制器的指挥下可以自主行走、自主规划路径去完成作业。

喷涂组件由喷涂泵及料箱组成，是机器人的喷涂喷漆的组件。

升降装置，能给机械手在高度方向上提高操作空间；

相机，相机检测喷涂打磨作业的工作情况；

末端执行机构可切换安装喷涂机头或者打磨机头，根据使用需求进行喷涂或者打磨作业；

机械手采用浙江遨博机器人有限公司的AUBO i10系列协作机器人。

相机可以采用现有技术中的数码相机。

在实际操作中琮需注意以下技术参数：

1、未注周边倒角C/R0.5。

2、锐边，锐角倒钝，去毛刺。

3、未注公差按GB/T1804-M标准。

本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于AGV差速驱动的喷漆打磨移动平台，其特征在于：包括有移动底盘(1)、控制器、喷涂组件(2)、升降装置(4)、机械手(5)、相机(7)和末端执行机构(8)；

所述移动底盘(1)用于支撑安装喷涂组件(2)、升降装置(4)、机械手(5)、相机(7)和末端执行机构(8)，所述移动底盘(1)设置有AGV差速驱动装置；

所述升降装置(4)设置于移动底盘(1)的后段上方，所述升降装置(4)用于驱动机械手(5)上升或者下降；

所述机械手(5)固定连接于升降装置(4)的顶端，所述机械手(5)用于固定安装末端执行机构(8)和相机(7)，并根据控制器的指令带动末端执行机构和相机沿着工件的工作面移动；

所述末端执行机构(8)为喷涂机头或者打磨机头；

所述喷涂组件(2)设置于移动底盘(1)的前段上方，当所述末端执行机构(8)为喷涂机头时，所述喷涂组件(2)用于为喷涂机头输送涂料；

所述相机(7)用于检测喷涂和打磨作业的质量。

2.根据权利要求1所述基于AGV差速驱动的喷漆打磨移动平台，其特征在于：所述移动底盘(1)包括有底盘壳体(100)、底盘框架(101)、底盘支撑板(102)和行走轮组(11)，底盘框架(101)固定连接于底盘支撑板(102)的上方，底盘壳体(100)固定包覆于底盘框架(101)和底盘支撑板(102)的外部，且底盘壳体(100)的下端向下延伸至底盘支撑板(102)的下方；所述底盘支撑板(102)的上方设置有底盘驱动器(16)；

所述行走轮组(11)固定安装于底盘支撑板(102)的下方；所述行走轮组(11)包括有三对行走轮，其中位于底盘支撑板(102)的前端和后端的两对第一行走轮(111)为万向轮，位于底盘支撑板(102)中部的一对第二行走轮(112)为差速轮，一对第二行走轮(112)通过AGV差速传动机构(113)连接至底盘驱动器(16)，一对第二行走轮(112)、AGV差速传动机构(113)和底盘驱动器(16)构成AGV差速驱动装置。

3.根据权利要求2所述基于AGV差速驱动的喷漆打磨移动平台，其特征在于：所述底盘壳体(100)由底盘支撑板(102)分隔为底盘壳体上部和底盘壳体下部，所述底盘壳体下部的前端面和后端面上分别设置有激光雷达(13)；所述底盘壳体上部四周的每个侧面上分别设置有一个或者多个超声波雷达(12)。

4.根据权利要求3所述基于AGV差速驱动的喷漆打磨移动平台，其特征在于：所述底盘壳体上部四周的每个侧面上还分别设置有仓门(14)；所述底盘壳体上部的一侧侧面上还设置有电源控制面板，电源控制面板上设置有开关(19)、电量指示灯(18)和充电口(17)，所述底盘壳体(100)内部设置有充电电池。

5.根据权利要求1所述基于AGV差速驱动的喷漆打磨移动平台，其特征在于：所述喷涂组件(2)包括有涂料储存箱(21)和喷涂泵(22)，涂料储存箱(21)和喷涂泵(22)并排设置于移动底盘(1)的前段上方一侧，移动底盘(1)的前段上方另一侧设置有控制箱(51)，控制器设置于控制箱(51)内部，底盘驱动器(16)、喷涂组件(2)、升降装置(4)、机械手(5)、相机(7)和末端执行机构(8)均连接至控制器。

6.根据权利要求5所述基于AGV差速驱动的喷漆打磨移动平台，其特征在于：所述机械手(5)顶端设置有主夹爪(91)和分支连接杆(6)，主夹爪(91)通过一L形的装夹头(9)固定安装于机械手(5)的顶端，分支连接杆(6)沿竖直方向固定设置于装夹头(9)后侧的位置上；所述主夹爪(91)用于固定夹装末端执行机构(8)，所述分支连接杆(6)用于支撑安装相机(7)。

7.根据权利要求1所述基于AGV差速驱动的喷漆打磨移动平台，其特征在于：所述升降装置(4)包括有上支撑柱(42)、下支撑柱(41)和驱动机构，所述上支撑柱(42)的下端滑动设置于下支撑柱(41)的内部，所述下支撑柱(41)的底端固定连接在移动底盘(1)的上表面上，所述驱动机构设置于下支撑柱(41)的内部；所述驱动机构用于提供动力驱动上支撑柱(42)沿着下支撑柱(41)的内腔上升或者下降。

8.根据权利要求7所述基于AGV差速驱动的喷漆打磨移动平台，其特征在于：所述驱动机构为链式传动机构、齿轮齿条传动机构、液压传动机构、气缸传动机构、或者滚珠丝杠传动机构。

9.根据权利要求1所述基于AGV差速驱动的喷漆打磨移动平台，其特征在于：所述移动底盘(1)的上方还设置有平台箱体(3)，平台箱体(3)罩覆于喷涂组件(2)、控制箱(51)和升降装置(4)的下段外部；平台箱体(3)的顶板上设置有触摸显示屏(33)、运行指示灯(334)和急停按钮(35)。

10.根据权利要求9所述基于AGV差速驱动的喷漆打磨移动平台，其特征在于：所述平台箱体(3)的后侧板、左侧板和右侧板上分别设置检修孔，每个检修孔上分别设置有箱门(32)，每个箱门(32)均通过165°大角度铰链连接于平台箱体(3)的侧壁上。

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