一种吸盘式墙面作业机器人四轴同步控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机器人技术领域，特别地涉及一种吸盘式墙面作业机器人四轴同步控制系统及控制方法。
【背景技术】
[0002]随着我国现代城市化进程的加快，城市高层酒店、高层住宅、机关及企事业单位办公大厦等高层建筑物的增加和普及，此类建筑物涉及到外墙清洗、广告安装、火警救援、安全求助等事件越来越多，并且越来越难以操作和实施。采用机器人代替人工进行这些极其危险的高空作业，把人从恶劣的环境和繁重的劳动中解脱出来。但目前国内外尚无能够攀沿一般墙面的机器人替代人工实施上述相关工作。
[0003]同步控制性能是机器人的一个关键技术指标，关系到机器人动作的协调和一致性。同步控制一般分为机械方式和电气方式，机械方式通过电机带动机械主轴运动，其他从轴通过变速箱等齿轮机构连接机械主轴保持同步运动，该方式机械结构复杂，体积庞大，且易磨损和老化等；电气方式通过电机连接每个单独的传动轴，各个电机之间是相互独立安装，也称为无轴传动方式，该方式具有简化机械结构，减少机械噪音，控制精度高、维护方便等特点，目前一般采用主从速度同步控制，首先给定主电机设定期望速度，其他电机跟随主电机进行运动，该同步控制方法属于串行方式，主电机和其他从电机之间的运动存在时间滞后，系统的同步误差大，抗干扰能力差。
[0004]因此，提供一种同步性好，运行速度和运行精度高的吸盘式墙面作业机器人四轴同步控制系统是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种吸盘式墙面作业机器人四轴同步控制系统。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型提供一种吸盘式墙面作业机器人四轴同步控制系统，包括吸盘组、电机组、摆杆组和气动系统，上述吸盘组包括主吸盘、第一从吸盘、第二从吸盘、第三从吸盘和第四从吸盘，第一从吸盘、第二从吸盘、第三从吸盘和第四从吸盘位于主吸盘的四周；电机组包括第一电机、第二电机、第三电机和第四电机，摆杆组包括第一摆杆、第二摆杆、第三摆杆和第四摆杆，第一电机通过第一摆杆与第一从吸盘驱动连接，第二电机通过第二摆杆与第二从吸盘驱动连接，第三电机通过第三摆杆与第三从吸盘驱动连接，第四电机通过第四摆杆与第四从吸盘驱动连接；主吸盘、第一从吸盘、第二从吸盘、第三从吸盘和第四从吸盘均与气动系统动力连接。
[0007]优选地，还包括控制器、第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器和第四驱动器，第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器和第四驱动器均与控制器通讯连接，第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器、第四驱动器分别与第一电机、第二电机、第三电机、第四电机通讯连接。
[0008]优选地，控制器与第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器、第四驱动器通过EtherCAT总线通讯连接。
[0009]与现有技术相比，本实用新型所提供的吸盘式墙面作业机器人四轴同步控制系统，简化四轴之间的控制关系，降低四轴之间的控制难度，具有同步性好，稳定性好和抗干扰性强等特点，同步精度能够提高30%以上，同步运行速度能够提高20%以上。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型所公开的吸盘式墙面作业机器人四轴同步控制系统的一种实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0011]本实用新型的目的是提供一种能吸附在粗糙铅垂面的吸盘式墙面作业机器人四轴同步控制系统。
[0012]为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。
[0013]请参考图1，在一种实施例中，本实用新型所提供的一种吸盘式墙面作业机器人四轴同步控制系统，包括吸盘组、电机组、摆杆组和气动系统，上述吸盘组包括主吸盘5、第一从吸盘1、第二从吸盘2、第三从吸盘3和第四从吸盘4，第一从吸盘1、第二从吸盘2、第三从吸盘3和第四从吸盘4位于主吸盘5的四周；电机组包括第一电机6、第二电机7、第三电机8和第四电机9，摆杆组包括第一摆杆10、第二摆杆11、第三摆杆12和第四摆杆13，第一电机6通过第一摆杆10与第一从吸盘I驱动连接，第二电机7通过第二摆杆11与第二从吸盘2驱动连接，第三电机8通过第三摆杆12与第三从吸盘3驱动连接，第四电机9通过第四摆杆13与第四从吸盘4驱动连接；主吸盘5、第一从吸盘1、第二从吸盘2、第三从吸盘3和第四从吸盘4均与气动系统动力连接；还包括控制器、第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器和第四驱动器，第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器和第四驱动器均与控制器通讯连接，第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器、第四驱动器分别与第一电机6、第二电机7、第三电机8、第四电机9通讯连接；控制器与第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器、第四驱动器通过EtherCAT总线通讯连接。
[0014]与现有技术相比，上述实施例所描述的吸盘式墙面作业机器人四轴同步控制系统，在气动系统的动力支持下，通过主吸盘5完成旋转和吸住墙面，通过电机组和摆杆组带动第一从吸盘1、第二从吸盘2、第三从吸盘3、第四从吸盘4完成机器人的运动和墙面吸附。
[0015]为了方便对实施例的方案进行理解，以下对本实施例所提供的吸盘式墙面作业机器人四轴同步控制系统的工作过程进行简略的说明:
[0016]当吸盘式墙面作业机器人准备运动时，首先通过气动系统将主吸盘5吸住墙面，保证机器人能够安全固定在墙面上，第一吸盘1、第二吸盘2、第三吸盘3和第四吸盘4松开墙面准备移动，然后第一电机6、第二电机7、第三电机8、第四电机9分别通过第一摆杆10、第二摆杆11、第三摆杆12、第四摆杆13这4根摆杆分别带动第一吸盘1、第二吸盘2、第三吸盘3、第四吸盘4同时正向高速向上运动，一直移动到摆杆允许的最大距离，然后通过气动系统将第一吸盘1、第二吸盘2、第三吸盘3和第四吸盘4这四个吸盘吸住墙面，保证机器人能够安全固定在墙面上，再将主吸盘5松开墙面准备移动，然后第一电机6、第二电机7、第三电机8和第四电机9同时反向高速运动，带动第一摆杆10、第二摆杆11、第三摆杆12、第四摆杆13这4根摆杆高速往上运动，带动整个吸盘式墙面作业机器人往上运动，这样即完成一次移动，再次从头开始循环继续向上移动。其他方向运动的过程与此类似。
[0017]本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，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、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种吸盘式墙面作业机器人四轴同步控制系统，其特征在于，包括吸盘组、电机组、摆杆组和气动系统，上述吸盘组包括主吸盘(5)、第一从吸盘(I)、第二从吸盘(2)、第三从吸盘(3)和第四从吸盘(4)，第一从吸盘(I)、第二从吸盘(2)、第三从吸盘(3)和第四从吸盘⑷位于主吸盘(5)的四周；电机组包括第一电机(6)、第二电机(7)、第三电机⑶和第四电机(9)，摆杆组包括第一摆杆(10)、第二摆杆(11)、第三摆杆(12)和第四摆杆(13)，第一电机(6)通过第一摆杆(10)与第一从吸盘(I)驱动连接，第二电机(7)通过第二摆杆(11)与第二从吸盘(2)驱动连接，第三电机(8)通过第三摆杆(12)与第三从吸盘(3)驱动连接，第四电机(9)通过第四摆杆(13)与第四从吸盘⑷驱动连接；主吸盘(5)、第一从吸盘(I)、第二从吸盘(2)、第三从吸盘(3)和第四从吸盘(4)均与气动系统动力连接。2.根据权利要求1所述的吸盘式墙面作业机器人四轴同步控制系统，其特征在于，还包括控制器、第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器和第四驱动器，第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器和第四驱动器均与控制器通讯连接，第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器、第四驱动器分别与第一电机(6)、第二电机(7)、第三电机(8)、第四电机(9)通讯连接。3.根据权利要求1所述的吸盘式墙面作业机器人四轴同步控制系统，其特征在于，控制器与第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器、第四驱动器通过EtherCAT总线通讯连接。
【专利摘要】本实用新型公开了一种吸盘式墙面作业机器人四轴同步控制系统，包括吸盘组、电机组、摆杆组和气动系统，上述吸盘组包括主吸盘、第一从吸盘、第二从吸盘、第三从吸盘和第四从吸盘，第一从吸盘、第二从吸盘、第三从吸盘和第四从吸盘位于主吸盘的四周；电机组包括第一电机、第二电机、第三电机和第四电机，摆杆组包括第一摆杆、第二摆杆、第三摆杆和第四摆杆，第一电机通过第一摆杆与第一从吸盘驱动连接，第二电机通过第二摆杆与第二从吸盘驱动连接，第三电机通过第三摆杆与第三从吸盘驱动连接，第四电机通过第四摆杆与第四从吸盘驱动连接；主吸盘、第一从吸盘、第二从吸盘、第三从吸盘和第四从吸盘均与气动系统动力连接。
【IPC分类】B62D57/024, G05D1/02
【公开号】CN204937298
【申请号】CN201520672173
【发明人】李梦醒, 蒋近
【申请人】华翔翔能电气股份有限公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年8月27日