CN219901449U - 一种基于机器视觉的打磨机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于机器视觉的打磨机器人，涉及打磨技术领域，用于解决墙面打磨不平整、定位不够精准、重复打磨和漏打的问题。本实用新型包括运动系统、视觉系统、打磨系统和电源系统；所述运动系统包括移动平台、外壳、机械臂和控制柜，用于机器人全向移动及规划打磨路径；所述视觉系统包括3D相机和相机升降装置，用于识别定位和获取墙面的点云信息；所述打磨系统包括打磨头、气泵及集尘桶，用于打磨作业；所述电源系统包括电池组和市电两套供电系统，用于供电。本实用新型可以精准地在墙面上进行打磨，可以保证墙面打磨的平整度，可以规划出最佳打磨路径，以避免重复打磨和漏打的情况，减少打磨时间和提高效率。

Description

一种基于机器视觉的打磨机器人

技术领域

本实用新型涉及打磨技术领域，尤其涉及一种基于机器视觉的打磨机器人。

背景技术

针对建筑墙面施工，一般采用人工作业来实现墙面打磨。人工打磨过程中，工人需要手持打磨头对墙面进行打磨，这种方式容易造成视野不清晰和难以精准定位的问题，很难保证墙面打磨的精度和一致性。另外，采用人工打磨的方式，不但容易忽略墙面凸起或凹陷的部分导致打磨不平整，而且受到工人的体力、精神状态、环境噪声和技能水平的因素制约，造成重复打磨和漏打的情况。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于机器视觉的打磨机器人，可解决墙面打磨不平整、定位不够精准、重复打磨和漏打的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于机器视觉的打磨机器人，包括运动系统、视觉系统、打磨系统和电源系统；所述运动系统包括移动平台、外壳、机械臂和控制柜，用于机器人全向移动及规划打磨路径；所述视觉系统包括3D相机和相机升降装置，用于识别定位和获取墙面的点云信息；所述打磨系统包括打磨头、气泵和集尘桶，用于打磨作业；所述电源系统包括电池组和市电两套供电系统，用于供电；

所述移动平台是机器人的移动行走机构；所述机械臂用于控制所述打磨头的运动，安装于所述外壳上，与所述控制柜通过线缆进行通信；所述外壳安装于所述移动平台上；所述控制柜用于控制所述机械臂及规划打磨路径，安装于所述移动平台上；

所述3D相机安装于所述相机升降装置上，通过网络通信协议与控制柜进行通信；所述相机升降装置用于所述3D相机的升降运动，安装于所述外壳上；

所述打磨头用于墙面打磨，安装于所述机械臂末端；所述气泵用于驱动打磨头，安装于所述移动平台上；所述集尘桶用于粉尘收集，安装于所述移动平台上。

进一步地，所述电池组配有备用电池。

本实用新型与现有技术相比，其有益效果在于：一种基于机器视觉的打磨机器人，通过机器视觉识别照明模式、墙面材质及其他识别标志物的方式，提供更精确的定位，以便机器人可以精准地在墙面上进行打磨；机器视觉可以获取墙面的点云信息，提供更全面的墙面形态数据和角度数据，以便机器人可以识别墙面凸起或凹陷的部分，保证墙面打磨的平整度；基于机器视觉获取的数据，打磨机器人可以调用智能决策算法，规划出最佳打磨路径，以避免重复打磨和漏打的情况，减少打磨时间和提高效率。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型的内部结构示意图。

图3 是本实用新型使用机器视觉的流程图。

其中：1-移动平台，2-电池组，3-气泵，4-集尘桶，5-相机升降装置，6-3D相机，7-控制柜，8-机械臂，9-打磨头，10-外壳。

实施方式

下面，结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构。显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型的保护范围。

需要说明的是，当部件被称为“装设于”、“固定于”、“安装于”或“设置于”另一个部件上，它可以直接在另一个部件上或者可能同时存在居中部件。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者可能同时存在居中部件。

还需要说明的是，本实用新型实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

如图1和图2所示，本实用新型提供了一种基于机器视觉的打磨机器人，包括运动系统、视觉系统、打磨系统和电源系统；所述运动系统包括移动平台1、外壳10、机械臂8和和控制柜7，用于机器人全向移动及规划打磨路径；所述视觉系统包括3D相机6和相机升降装置5，用于识别定位和获取墙面的点云信息，对墙面进行几何信息建模；所述打磨系统包括打磨头9、气泵3和集尘桶4，分别实现墙面打磨、打磨头驱动和粉尘收集；所述电源系统包括电池组2和市电两套供电系统，用于供电。

所述移动平台1是机器人的移动行走机构，可灵活实现前后、左右、转弯这些运动方向，具有升降和防碰撞功能，带有辅助支腿固定。所述外壳10安装于所述移动平台1上，起保护作用。所述机械臂8用于控制打磨头9的运动，安装于所述外壳10上，通过线缆与所述控制柜7进行通信。所述控制柜7用于控制所述机械臂8及规划打磨路径，安装于所述移动平台1上。所述3D相机6安装于所述相机升降装置5上，通过网络通信协议与控制柜进行通信。所述相机升降装置5用于所述3D相机6的升降运动，安装于所述外壳10上。所述打磨头9用于墙面打磨，安装于所述机械臂8末端；所述气泵3用于驱动打磨头9，安装于所述移动平台1上；所述集尘桶4用于粉尘收集，具有称重系统，可进行实时重量监测，安装于所述移动平台1上。所述电池组2配有备用电池，可以交替使用，更换方便，电量能实时检测。

优选地，所述3D相机6采用保护镜片，并在保护镜片外侧面设计喷射气流，保证在打磨墙面的多粉尘工况下满足检测效果。打磨头9采用悬浮打磨盘设计，可以适应墙面不平区域，使得打磨更平整，并自带吸盘。

如图3所示，将机器视觉用于墙面打磨的流程为：首先使用3D相机6拍摄墙面，获取点云数据以获取墙面表面粗糙度、平整度、垂直度、水平度、直线度及墙面上其它物体、文字和标志的信息。接下来，使用滤波算法去除噪点和离群点，并对点云数据进行墙面分割操作，以便于单独处理各个墙面。然后提取墙面特征信息，以便于进一步分析和处理点云数据。最后，将提取出的点云数据转化为三维模型，进行三维重建。

本实用新型使用时，先进行图纸导入，将空间数据传入系统进行施工位置分析，完成路径初步规划，对特定区域选择性作业。接着，控制柜7控制机器人抵达作业起始点。3D相机6获取工作房间墙面的点云信息并对工作房间的墙面进行三维重建。根据获取的点云信息得到工作房间墙面的实际工况。根据墙面的实际工况，控制柜7里的PLC针对性地对机器人末端打磨头进行路径规划，制定打磨路径，从而反演移动平台1、相机升降装置5和机械臂8多自由度的联合动态位姿。机器人根据规划的路径，开始打磨作业。打磨过程中，根据检测结果实时调整打磨头9的位姿。打磨过程中，实时监测集尘桶4的重量，当重量超过限制时，机器人等待集尘桶4清理完再继续作业。完成作业后，机器人自动返回作业起始点待命，等待新的作业指令。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所做的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (2)

1.一种基于机器视觉的打磨机器人，其特征在于，包括运动系统、视觉系统、打磨系统和电源系统；所述运动系统包括移动平台（1）、外壳（10）、机械臂（8）和控制柜（7），用于机器人全向移动及规划打磨路径；所述视觉系统包括3D相机（6）和相机升降装置（5），用于识别定位和获取墙面的点云信息；所述打磨系统包括打磨头（9）、气泵（3）和集尘桶（4），用于打磨作业；所述电源系统包括电池组（2）和市电两套供电系统，用于供电；所述移动平台（1）是机器人的移动行走机构；所述机械臂（8）用于控制所述打磨头（9）的运动，安装于所述外壳（10）上，与所述控制柜（7）通过线缆进行通信；所述外壳（10）安装于所述移动平台（1）上；所述控制柜（7）用于控制所述机械臂（8）及规划打磨路径，安装于所述移动平台（1）上；所述3D相机（6）安装于所述相机升降装置（5）上，通过网络通信协议与控制柜进行通信；所述相机升降装置（5）用于所述3D相机（6）的升降运动，安装于所述外壳（10）上；所述打磨头（9）用于墙面打磨，安装于所述机械臂（8）末端；所述气泵（3）用于驱动打磨头（9），安装于所述移动平台（1）上；所述集尘桶（4）用于粉尘收集，安装于所述移动平台（1）上。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的打磨机器人，其特征在于，所述电池组（2）配有备用电池。