IT201800007462A1

IT201800007462A1 - Robot for photovoltaic paint deposition and contacts between surfaces of any kind, even isolated

Info

Publication number: IT201800007462A1
Application number: IT102018000007462A
Authority: IT
Inventors: Vincenzo Stornelli; Federica Cucchiella; Davide Catalano; Marianna Rotilio
Original assignee: Federica Cucchiella; SENSing srl; Catalano Holding; Marianna Rotilio; Vincenzo Stornelli
Priority date: 2018-07-27
Filing date: 2018-07-27
Publication date: 2020-01-27

Description

Robot per deposizione di vernice fotovoltaica e contatti tra superfici di qualunque genere anche isolate Robot for photovoltaic paint deposition and contacts between surfaces of any kind, even isolated

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione riguarda un robot per verniciare pareti e vetrate, anche verticali, e un metodo per la verniciatura attraverso vernici fotovoltaiche ed interconnessioni. The present invention relates to a robot for painting walls and windows, including vertical ones, and a method for painting using photovoltaic paints and interconnections.

I sistemi di verniciatura per robot sono utilizzati in vari settori, ad esempio nell'industria fotovoltaica, non impiegando ad oggi sistemi di verniciatura di massa. I sistemi di robot per verniciatura mobile applicano un rivestimento di vernice su una superficie muovendosi lungo la stessa. The painting systems for robots are used in various sectors, for example in the photovoltaic industry, not employing mass painting systems to date. Mobile paint robot systems apply a paint coating to a surface by moving along it.

I sistemi convenzionali di verniciatura tengono l’elemento verniciante a una distanza fissa dal pezzo e variano o regolano determinati parametri di pittura per adattarsi all'effetto pittura e alla copertura. Ad esempio, i sistemi di verniciatura convenzionali regolanol'erogazione del fluido, il modello, la forma e la carica elettrica ad alta tensione per controllare l'effetto della pittura. Raggiungere un colore uniforme è una sfida, specialmente su grandi superfici. Ad esempio, con i sistemi convenzionali di verniciatura la qualità di questa dipende dal tempo di ritardo tra l'applicazione di passaggi diversi in diverse aree. I tempi di ritardo variabili possono rendere la vernice più asciutta o umida inalcune aree, contribuendo a colori incoerenti. Conventional painting systems keep the painting element at a fixed distance from the piece and vary or adjust certain painting parameters to adapt to the painting effect and coverage. For example, conventional paint systems regulate fluid delivery, pattern, shape, and high voltage electrical charge to control the effect of the paint. Achieving a uniform color is a challenge, especially on large surfaces. For example, with conventional painting systems the quality of this depends on the delay time between the application of different coats in different areas. Variable delay times can make paint drier or wetter in some areas, contributing to inconsistent colors.

Èanche noto nell'arte come siano presenti robot mobili con la capacità di muoversi su un piano tridimensionale. Sono emerse infatti sul mercato ed in letteratura molte piattaforme robotizzate di successo, ma molti di questi robot mobili sono limitati al movimento su un piano bidimensionale senza capacità di scalare pareti e senza \possibilità di depositare vernice. In questo contesto, adesione e locomozione sono due funzioni chiave di un robot rampicante. La locomozione può essere ottenuta tramite meccanismi come ruote, cingoli o gambe azionate. Esistono numerosi meccanismi di adesione per trattenere i robot di arrampicata sulle superfici su cui si muovono, compresi i meccanismi magnetici ed elettrostatici, i ventilatori canalizzati, gli attrattori di tipo Bernoulli senza contatto e i meccanismi di adesione del vuoto. Sulla base dei mezzi per generare la forza di adesione alla parete, i meccanismi di adesione del vuoto possono essere classificati in due tipi principali: “attivo”, che richiede alimentazione continua per mantenere tale vuoto, e “passivo”, in cui è richiesta energia per generare o rilasciare un vuoto ma non per mantenerlo. L'energia complessiva richiesta per mantenere l'adesione alla parete, i livelli di inquinamento acustico, la gamma di superfici applicabili e la complessità meccanica di ciascun meccanismo varia. Lo scopo dell'invenzione è di fornire robot basato su principi passivi a ventosa a bassa energia che possano aderire e muoversi su superfici inclinate o verticali, e che permetta, mentre si muove, di depositare vernici ed elementi di interconnessione tra due superfici non a contatto. Si può sostanzialmente dire che la presente invenzione consiste in un meccanismo di adesione per un mezzo di arrampicata robotizzata comprendente un telaio da cui sono supportate quattro o più ventose passive e un attuatore disposto ad agire tra la ventosa e il telaio. L'attuatore è in grado di esercitare una forza sulla ventosa nella direzione verso una superficie di movimento in modo da premere la ventosa contro la superficie di arrampicata per evacuare i gas tra il pad della ventosa e la superficie di arrampicata stessa. In questo modo viene applicata una forza sulla ventosa nella direzione verso il telaio per formare una tenuta sostanziale tra le aree esterne della ventosa stessa e la superficie di arrampicata per al fine di creare una forza passiva di adesione del vuoto. Sempre secondo un aspetto della presente invenzione, l’apparato presenta un meccanismo a gettodi inchiostroper la deposizione di vernice fotovoltaica nel piano di movimento ed una quaterna o più di sensori per la valutazione della mancanza di interconnessioni tra punti vicini di deposizione. Presenta inoltre un meccanismo di deposizione di materiale conduttivo, quali strip metalliche o paste salde conduttive, per colmare il gap qualora non fosse presente connessione elettricamente conduttiva tra punti vicini. It is also known in the art that there are mobile robots with the ability to move on a three-dimensional plane. In fact, many successful robotic platforms have emerged on the market and in the literature, but many of these mobile robots are limited to movement on a two-dimensional plane without the ability to climb walls and without the possibility of depositing paint. In this context, adhesion and locomotion are two key functions of a climbing robot. Locomotion can be achieved via mechanisms such as wheels, tracks or powered legs. There are a number of adhesion mechanisms to hold climbing robots on the surfaces they move on, including magnetic and electrostatic mechanisms, ducted fans, non-contact Bernoulli-type attractors, and vacuum adhesion mechanisms. Based on the means of generating the adhesion force to the wall, vacuum adhesion mechanisms can be classified into two main types: "active", which requires continuous power to maintain this vacuum, and "passive", which requires energy. to generate or release a vacuum but not to hold it. The overall energy required to maintain adhesion to the wall, the noise pollution levels, the range of applicable surfaces and the mechanical complexity of each mechanism varies. The purpose of the invention is to provide robots based on low-energy passive suction cup principles that can adhere and move on inclined or vertical surfaces, and that allows, while moving, to deposit paints and interconnection elements between two non-contact surfaces. . It can basically be said that the present invention consists of an adhesion mechanism for a robotic climbing means comprising a frame from which four or more passive suckers are supported and an actuator arranged to act between the sucker and the frame. The actuator is capable of exerting a force on the suction cup in the direction towards a moving surface in order to press the suction cup against the climbing surface to evacuate the gases between the suction cup pad and the climbing surface itself. In this way a force is applied on the cup in the direction towards the frame to form a substantial seal between the external areas of the cup and the climbing surface in order to create a passive force of adhesion of the vacuum. Still according to an aspect of the present invention, the apparatus has an ink jet mechanism for the deposition of photovoltaic paint in the plane of movement and a quadrant or more of sensors for the evaluation of the lack of interconnections between nearby deposition points. It also features a deposition mechanism for conductive material, such as metal strips or conductive solid pastes, to fill the gap if there is no electrically conductive connection between neighboring points.

Nel presente apparato, l'attuatore è in grado di riapplicare la ventosa per ristabilire la forza di vuoto richiesta quando si verifica, o sta per verificarsi, una perdita di vuoto. In the present apparatus, the actuator is capable of reapplying the pad to re-establish the required vacuum force when a vacuum leak occurs or is about to occur.

Nel presente apparato, il sistema di deposizione a spruzzo della vernice può essere composto da una o più testine di stampa. Inoltre, il sistema di deposizione della pasta conduttiva o del materiale conduttivo può essere composto da una bobina rotante o da un sistema a siringa con pistone per l’erogazione della pasta. In the present apparatus, the paint spray deposition system can be composed of one or more print heads. In addition, the deposition system of the conductive paste or conductive material can be composed of a rotating coil or a syringe system with a piston for dispensing the paste.

Preferibilmente lo chassis del robot è adattato per supportare dispositivi di ispezione e controllo comprendenti uno o più telecomandi, comunicazione wireless, elementi di telecamere e video, sensori e strumenti. Preferably the robot chassis is adapted to support inspection and control devices comprising one or more remote controls, wireless communication, camera and video elements, sensors and tools.

La presente invenzione si può sostanzialmente dire che consiste in un metodo ed apparato per azionare una piattaforma di arrampicata robotizzata comprendente: The present invention can basically be said to consist of a method and apparatus for operating a robotic climbing platform comprising:

- Un involucro (100) o chassis di materiale preferibilmente plastico o metallico - A casing (100) or chassis of preferably plastic or metal material

- Un sistema di quattro o più bracci (101) con snodi su entrambe estremità, una collegata all’involucro ed una collegata ai sistemi a ventosa (102) - A system of four or more arms (101) with joints on both ends, one connected to the casing and one connected to the suction cup systems (102)

- Un sistema di una o più batterie (103) ed un apparato (104) per l’alloggio dei sistemi di verniciatura a spruzzo composti da una o più testine (105) - A system of one or more batteries (103) and an apparatus (104) for housing the spray painting systems consisting of one or more heads (105)

- Un sistema di deposizione di pasta conduttiva o strip metalliche conduttive (106) - A conductive paste deposition system or conductive metal strips (106)

- Un sistema di comunicazione e controllo radio (107), di uno o più sensori per la verifica della continuità dei punti di deposizione della vernice (108). - A radio communication and control system (107), with one or more sensors for checking the continuity of the paint deposition points (108).

Claims

Robot for photovoltaic paint deposition and contacts between surfaces of any kind, even isolated CLAIMS 1) Apparatus for robotic handling and painting including: - A casing or chassis of preferably plastic or metal material. - A system of four or more arms with joints on both ends, one connected to the casing and one connected to the suction cup systems in contact with the surface along which the apparatus moves. - A system of one or more batteries and a casing for housing the spray painting systems composed of one or more heads, the deposition systems of conductive paste or conductive metal strips, the radio communication and control systems, one or more sensors for checking the continuity of the paint deposition points. 2) Apparatus according to the previous claim comprising stepper and DC motors and electrical and mechanical connection systems between the various blocks and an antenna preferably placed on the top of the chassis for remote control; 3) Apparatus according to the preceding claims which is preferably capable of spraying photovoltaic paint by means of a jet. 4) Method that checks the presence of continuity of deposited along the movement surface and adds interconnection elements where this is not present by depositing conductive pastes or metal strips 5) Method that acquires robot movement data using on-board sensors and transmits the digitized value via radio frequency connection to a remote control system.