一种作业方法及作业装置与流程

本发明涉及机械设备技术领域，尤其涉及一种作业方法及作业装置。

背景技术：

随着智能化社会的推进，越来越多具有危险性的工作逐渐被机械设备所取代，如清洁船体外壁、船体外壁除锈、检测船体外部安全性、清洗高层建筑、检测高层建筑外壁安全性等等，均有对应的智能设备或辅助设备帮助完成作业。

在这类作业过程中，当设备停留在工作面表面进行工作时，在某些作业情况下，设备容易从工作面表面脱落，造成设备损坏，甚至人员伤亡。因此，该类设备工作过程中，需要保证设备的安全。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供一种作业方法及作业装置，用于保护目标装置。

本发明一方面提供一种作业装置，包括：至少一条绳索，所述绳索的第一端与收放机构连接，所述收放机构用于控制所述绳索的收放，所述绳索的第二端用于与目标装置连接；与所述绳索数量相等的换向机构，所述换向机构包括位于第一方向的第一换向轮组和位于第二方向的第二换向轮组，所述第一方向和所述第二方向之间形成夹角，所述绳索套设在对应的所述第一换向轮组和所述第二换向轮组上，所述绳索通过所述换向机构改变方向。

在一种可实施方式中，所述换向机构还包括定位板，所述第一换向轮组和所述第二换向轮组均转动连接在所述定位板上。

在一种可实施方式中，所述定位板上设置有第一定位环和第二定位环；所述第一换向轮组包括第一换向架和第一换向轮，所述第一换向架包括第一转动轴和第一安装架，所述第一转动轴和所述第一安装架固定，所述第一转动轴穿设在所述第一定位环中，所述第一换向轮转动连接在所述第一安装架上；和/或，所述第二换向轮组包括第二换向架和第二换向轮，所述第二换向架包括第二转动轴和第二安装架，所述第二转动轴和所述第二安装架固定，所述第二转动轴穿设在所述第二定位环中，所述第二换向轮转动连接在所述第二安装架上。

在一种可实施方式中，所述第一换向轮为两个，两所述第一换向轮上均开设有第一轮槽，两所述第一轮槽对称设置，形成供所述绳索穿设的第一绳索孔；和/或，所述第二换向轮为两个，两所述第二换向轮上均开设有第二轮槽，两所述第二轮槽对称设置，形成供所述绳索穿设的第二绳索孔。

在一种可实施方式中，所述第一转动轴上开设有供所述绳索穿设的第三绳索孔，所述第三绳索孔与所述第一绳索孔同轴设置；和/或，所述第二转动轴上开设有供所述绳索穿设的第四绳索孔，所述第四绳索孔与所述第二绳索孔同轴设置。

在一种可实施方式中，所述定位板位于所述第一换向轮组和所述第二换向轮组之间转动零件有变向滑轮，所述绳索依次套设在所述第一换向轮组、所述变向滑轮和所述第二换向轮组上。

在一种可实施方式中，所述定位板的背面设置有吸附件，所述吸附件用于将所述定位板固定在工作面。

在一种可实施方式中，所述绳索收放单元包括电机以及绳索架，所述绳索的第一端固定在所述绳索架上且所述绳索绕设于所述绳索架，所述电机的电机轴与所述绳索架连接，控制所述绳索架收放所述绳索。

在一种可实施方式中，所述目标装置为清洁装置，所述清洁装置包括主体、喷头和回收盘，所述喷头连接在所述主体上，用于向工作面喷洒清洁液，所述回收盘连接在所述主体上，用于收集所述清洁液。

在一种可实施方式中，所述目标装置为移动小车。

本发明另一方面提供一种作业方法，所述方法应用于对上述可实施方式任一项所述的作业装置进行控制的控制中心，包括：获得第一指令，所述第一指令用于指示目标装置移动至目标位置；根据所述第一指令计算所述绳索的目标距离；控制所述绳索根据所述目标距离对所述绳索长度进行调整。

在一种可实施方式中，所述根据所述第一指令计算所述绳索的目标距离，包括：解析所述第一指令，获得所述目标装置的所述目标位置；定位所述目标装置，获得所述目标装置的初始位置；根据所述目标装置的所述初始位置和所述目标位置，计算绳索的目标距离。

在一种可实施方式中，所述绳索绕设在所述绳索架上，所述控制所述绳索根据所述目标距离对所述绳索长度进行调整，包括：计算所述绳索架外圈绳索与所述绳索架中心的直径距离；根据所述绳索直径距离计算所述伸缩架的目标转动角度；发送第二指令，所述第二指令用于指示所述伸缩架转动所述目标转动角度；获得所述绳索的目标距离。

本发明提供的作业方法及作业装置位于两个换向机构上的绳索通过收放机构和换向机构的配合，能够始终保持张紧，起到对目标装置的保护作用。

附图说明

图1示出了本发明实施例作业装置的整体结构示意图；

图2示出了本发明实施例作业装置的侧面结构示意图；

图3示出了本发明实施例换向机构的正面结构示意图；

图4示出了本发明实施例换向机构的侧面结构示意图；

图5示出了本发明实施例收放机构的正面结构示意图；

图6示出了本发明实施例收放机构的侧面结构示意图；

图7示出了本发明实施例清洁装置的结构示意图；

图8示出了本发明实施例移动小车的结构示意图；

图9示出了本发明实施例作业方法的流程示意图一；

图10示出了本发明实施例作业方法的流程示意图二；

图11示出了本发明实施例作业方法的流程示意图三。

附图标记如下：1、绳索；2、收放机构；21、电机；22、绳索架；3、目标装置；31、主体；32、喷头；33、回收盘；34、移动小车；4、换向机构；41、第一换向轮组；411、第一换向架；4111、第一转动轴；4112、第一安装架；412、第一换向轮；413、第一轮槽；414、第一绳索孔；42、第二换向轮组；421、第二换向架；4211、第二转动轴；4212、第二安装架；422、第二换向轮；423、第二轮槽；43、定位板；431、第一定位环；432、第二定位环；44、变向滑轮；45、第四绳索孔；46、吸附件；5、工作面；6、导向机构；7、控制箱。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域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，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明实施例作业装置的整体结构示意图；图2示出了本发明实施例作业装置的侧面结构示意图。

参见图1和图2，本发明实施例一方面提供一种作业装置，包括：至少一条绳索1，绳索1的第一端与收放机构2连接，收放机构2用于控制绳索1的收放，绳索1的第二端用于与目标装置3连接；与绳索1数量相等的换向机构4，换向机构4包括位于第一方向的第一换向轮组41和位于第二方向的第二换向轮组42，第一方向和第二方向之间形成夹角，其度数大于0°且小于180°，优选为90°。

绳索1套设在对应的第一换向轮组41和第二换向轮组42上，绳索1通过换向机构4改变方向。

本发明实施例的作业装置，用于与目标装置3连接，在目标装置3移动过程中，对目标装置3起到保护作用。在使用时，将绳索1的第一端连接在收放机构2上，通过收放机构2对绳索1进行收放，换向机构4改变绳索1方向，从而改变绳索1第二端与收放机构2之间的总路程。当绳索1为一条时，绳索1能够保证目标装置3在换向机构4与第二端之间垂直总路程，因此，当绳索1为一条时，能够避免目标装置3完全失控掉落到地方上，但无法避免目标装置3在重力方向上的位移。

基于此，本发明实施例的绳索1数量优选为两条或两条以上，并配合对应的换向机构4，使两条或两条以上绳索1之间能够相互牵制，在这种情况下，当目标装置3失去控制时，两条或两条以上的绳索1能够保证目标装置3仍然在原始位置，如此，起到了保护目标装置3的目的。

具体的，当需要利用目标装置3对工作面5进行操作时，在工作面5的中部设置收放机构2，在工作面5的上端两侧分别设置换向机构4，换向机构4和收放机构2可以固定在工作面5表面，也可以不直接与工作面5接触，通过设立支架使工作面5和收放机构2、换向机构4保持静止。绳索1有两端，第一端连接在收放机构2上，通过收放机构2的收放调整收放机构2和绳索1第二端之间的长度。绳索1绕设在换向机构4上改变方向，且绕设在换向机构4上的绳索1的第二端与目标装置3连接，通过收放机构2的对绳索1的收放，能够改变换向机构4与绳索1第二端之间的距离。随着目标装置3位置的改变，绳索1的第二端与目标装置3同步发生位移，绳索1第二端发生位移导致收放机构2与绳索1第二端长度改变时，可通过收放机构2收放伸缩，从而使绳索1始终保持张紧状态。如此，当目标装置3在工作面5上失去动力时，位于两个换向机构4上两条张紧的绳索1能够同时起到限制作用，从而达到限制目标装置3移动的目的，起到保护目标装置3的效果。

当本发明实施例绳索1数量优选为两条或两条以上时，该作业装置还适用于无移动动力的目标装置3，通过分别调整两条或两条以上的绳索1长度，能够使目标装置3在两个换向机构4与收放机构2之间的工作面5内进行移动。绳索1优选为凯夫拉绳索。

在本发明实施例中，换向机构4还包括定位板43，第一换向轮组41和第二换向轮组42均转动连接在定位板43上。

其中，定位板43用于换向机构4的安装，通过定位板43与工作面5的固定，或通过定位板43与支架的固定，能够起到换向机构4安装的目的。第一换向轮组41和第二换向轮组42配合起到改变绳索1方向的作用，使绳索1从第一换向轮组41方向和第二换向轮组42方向之间变化。第一换向轮组41和第二换向轮组42转动连接的方式能够使套设在第一换向轮组41和第二换向轮组42上的绳索1的位移角度更加广泛。

图3示出了本发明实施例换向机构的正面结构示意图；图4示出了本发明实施例换向机构的侧面结构示意图。

参见图3和图4，在本发明实施例中，定位板43上设置有第一定位环431和第二定位环432；第一换向轮组41包括第一换向架411和第一换向轮412，第一换向架411包括第一转动轴4111和第一安装架4112，第一转动轴4111和第一安装架4112固定，第一转动轴4111穿设在第一定位环431中，第一换向轮412转动连接在第一安装架4112上；和/或，第二换向轮组42包括第二换向架421和第二换向轮422，第二换向架421包括第二转动轴4211和第二安装架4212，第二转动轴4211和第二安装架4212固定，第二转动轴4211穿设在第二定位环432中，第二换向轮422转动连接在第二安装架4212上。

第一转动轴4111穿设在第一定位环431中，使第一转动轴4111能够相对第一定位环431实现转动，第一安装架4112与第一转动轴4111通过一体成型固定，使第一安装架4112与第一转动轴4111同步转动，从而实现装设在第一安装架4112上的第一换向轮412相对定位板43进行转动。从而使绳索1在任意位置都能与第一换向轮412配合，提高绳索1和第一换向轮412的配合度。

同理，第二转动轴4211穿设在第二定位环432中，使第二转动轴4211能够相对第二定位环432实现转动，第二安装架4212与第二转动轴4211通过二体成型固定，使第二安装架4212与第二转动轴4211同步转动，从而实现装设在第二安装架4212上的第二换向轮422相对定位板43进行转动。从而使绳索1在任意位置都能与第二换向轮422配合，提高绳索1和第二换向轮422的配合度。

在本发明实施例中，第一换向轮412为两个，两第一换向轮412上均开设有第一轮槽413，两第一轮槽413对称设置，形成供绳索1穿设的第一绳索孔414；和/或，第二换向轮422为两个，两第二换向轮422上均开设有第二轮槽423，两第二轮槽423对称设置，形成供绳索1穿设的第二绳索孔。

进一步的，为了进一步提高绳索1与第一换向轮412，第一换向轮412设置为两个，且两个第一换向轮412转动轴的轴线对称设置，绳索1穿设在由两第一换向轮412的第一轮槽413形成的第一绳索孔414中，相对于轮槽，绳索1无法从绳索孔的侧壁脱出，提高了绳索1与第一换向轮组41之间配合的稳定性。

同理，为了进一步提高绳索1与第二换向轮422，第二换向轮422设置为两个，且两个第二换向轮422转动轴的轴线对称设置，绳索1穿设在由两第二换向轮422的第二轮槽423形成的第二绳索孔中，相对于轮槽，绳索1无法从绳索孔的侧壁脱出，提高了绳索1与第二换向轮组42之间配合的稳定性。如此设置，由于绳索1不会脱离换向机构4，换向机构4与绳索1第二端的长度始终保持恒定，该作业装置可用于在平面、曲面、平面和曲面的组合面中对目标装置3进行保护，尤其适用于曲面形成的工作面5、平面和曲面的组合面形成的工作面5上对目标装置3进行保护。

在本发明实施例中，定位板43位于第一换向轮组41和第二换向轮组42之间转动零件有变向滑轮44，绳索1依次套设在第一换向轮组41、变向滑轮44和第二换向轮组42上。

在绳索1换向过程中，设置变向滑轮44，绳索1在变向滑轮44处转向，使绳索1在转向时为与换向机构4为转动连接，降低了摩擦系数，提高了绳索1转动过程中的稳定性。

在本发明实施例中，第一转动轴4111上开设有供绳索1穿设的第三绳索孔，第三绳索孔与第一绳索孔414同轴设置；和/或，第二转动轴4211上开设有供绳索1穿设的第四绳索孔45，第四绳索孔45与第二绳索孔同轴设置。

为了进一步提高了绳索1转动过程中的稳定性，绳索1变向滑轮44转向后，位于第一方向的绳索1与第一换向轮组41配合，位于第二方向的绳索1与第二换向轮组42配合，由于第一伸缩孔位于第一转动轴4111的轴线位置，开设在第一转动轴4111上的第三绳索孔与第一绳索孔414同轴设置，同时，第三绳索孔与第一绳索孔414均与变向滑轮44的轮槽相切，使绳索1在进入第一方向后，能够在拉直状态下穿设经过第三绳索孔并从第一绳索孔414穿出。

同理，由于第二伸缩孔位于第二转动轴4211的轴线位置，开设在第二转动轴4211上的第四绳索孔45与第二绳索孔同轴设置，同时，第四绳索孔45与第二绳索孔均与变向滑轮44的轮槽相切，使绳索1在进入第二方向后，能够在拉直状态下穿设经过第四绳索孔45并从第二绳索孔穿出。

在本发明实施例中，定位板43的背面设置有吸附件46，吸附件46用于将定位板43固定在工作面5。

吸附件46为磁铁、吸盘、电磁铁、胶带或其他具有吸附功能的连接件，当工作面5为铁制品时，吸附件46优选为电磁铁，通过电磁铁的通电和断电，能够快速进行定位板43的安装和拆卸，且对工作面5的损伤较小。

图5示出了本发明实施例收放机构的正面结构示意图；图6示出了本发明实施例收放机构的侧面结构示意图。

参见图5和图6，在本发明实施例中，绳索1收放单元包括电机21以及绳索架22，绳索1的第一端固定在绳索架22上且绳索1绕设于绳索架22，电机21的电机轴与绳索架22连接，控制绳索架22收放绳索1。绳索架优选为卷扬机。绳索1收放单元通过电机21配合绳索架22实现收放绳索1，无需手动控制，提高了作业装置的自动化程度。需要补充的是，收放机构2固定在控制箱7中，控制箱7的端部还设置有导向机构6，导向机构6为与换向机构4结构相同的轮组，绳索1套设在导向机构6上，使绳索1在控制箱7端部的转角产生的摩擦同样为滚动摩擦。

图7示出了本发明实施例清洁装置的结构示意图。

参见图7，在本发明实施例中，目标装置为清洁装置，清洁装置包括主体31、喷头32和回收盘33，喷头32连接在主体31上，用于向工作面5喷洒清洁液，回收盘33连接在主体31上，用于收集清洁液。

在一种具体实施方式中，目标装置为清洁装置，用于清洁建筑物和/或船舶的外壁，通过主体31在建筑物或船舶的外壁移动，通过喷头32喷出清洁液对建筑物或船舶的外壁进行清洁，通过回收盘33收集清洁液，完成对建筑物和/或船舶的清洁。当主体31具有移动机构的时候，收放机构2根据移动机构的移动被动收放绳索1；当主体31不具有移动功能的时候，收放机构2根据需要清洁的工作面5主动收放绳索1。

图8示出了本发明实施例移动小车的结构示意图。

参见图8，在本发明实施例中，目标装置为移动小车34。

在另一种具体实施方式中，目标装置为移动小车34，移动小车34在建筑物和/或船舶表面移动可对建筑物和/或船舶表面进行检查、检测等任务。移动小车34具有移动轮，收放机构2根据移动轮的移动被动收放绳索1。

图9示出了本发明实施例作业方法的流程示意图一。

参见图9，本发明实施例另一方面提供一种作业方法，方法应用于对上述实施例中任一项所述的作业装置进行控制的控制中心，控制中心设置于控制箱7内，包括：

步骤901，获得第一指令，第一指令用于指示目标装置移动至目标位置；步骤902，根据第一指令计算绳索1的目标距离；步骤903，控制绳索1根据目标距离对绳索1长度进行调整。

在本发明实施例提供的作业方法中，通过将绳索1和目标装置3相连，绳索1能够起到保护目标装置3的作用，当目标装置3需要移动的时候，通过本发明实施例所提供的方法，能够起到使绳索1第二端与目标装置3同步移动，从而使绳索1始终处于张紧的效果。如此，张紧的绳索1能够对目标装置3起到保护、定位和/或控制目标装置3移动的效果。如此，当目标装置3在工作面5上失去动力时，位于两个换向机构4上两条张紧的绳索1能够同时起到限制作用，从而达到限制目标装置3移动的目的，起到保护目标装置3的效果。当本发明实施例绳索1数量优选为两条或两条以上时，该作业装置还适用于无移动动力的目标装置3，通过分别调整两条或两条以上的绳索1长度，能够使目标装置3在两个换向机构4与收放机构2之间的工作面5内进行移动。

具体的，本发明实施例提供的方法应用于上述实施例中所提供的作业装置。其控制中心由控制箱7实现。

在步骤901中，获得第一指令，第一指令用于指示目标装置3移动至目标位置。第一指令可以由控制中心、第三方终端或目标装置3的任一方发出。第一指令可以直接驱动目标装置3进行移动任务的指令，也可以为目标装置3接收任务指令后，提取有关移动任务的信息形成第一指令发送控制中心。控制中心接收第一指令后，即可获得包括关于目标装置3移动至目标位置的信息。

之后进行步骤902，根据第一指令计算绳索1的目标距离。在获得目标位置的目标距离后，通过对目标位置的移动路程、移动距离、移动方向等位置关系的计算，可以获得绳索1需要回收或是伸出的距离，即绳索1的目标距离。

在获得绳索1的目标距离后，进行步骤903，控制绳索1根据目标距离对绳索长度进行调整。需要补充的是，为了在目标装置3移动过程中，绳索1始终能够保持张紧状态，绳索1回收或是伸出的速度与目标装置3的运动速度保持一致。如此，即可实现绳索1对目标装置3的实时保护或稳定移动。

图10示出了本发明实施例作业方法的流程示意图二。

参见图10，在本发明实施例中，步骤902，根据第一指令计算绳索1的目标距离，包括：步骤9021，解析第一指令，获得目标装置3的目标位置；步骤9022，定位目标装置3，获得目标装置3的初始位置；步骤9023，根据目标装置3的初始位置和目标位置，计算绳索1的目标距离。

本发明实施例不对绳索1计算目标距离的方式进行限定。优选的，本发明实施例通过确定目标装置3的初始位置和目标位置实现对绳索1位置的确定。

具体的，本发明通过步骤9021，解析第一指令，获得目标装置3的目标位置，达到确定目标位置的目的。通过步骤9022，定位目标装置3，获得目标装置3的初始位置，达到确定初始位置的目的。如此，初始位置能够进行重定位，消除目标装置3移动过程中的累计误差，使目标距离的计算结果更加准确。需要补充的是，本发明实施例步骤9021和步骤9022之间并不具备前后关系，两者的进行顺序不具有先后性，即可以先确定目标位置再确定初始位置，也可以先确定初始位置再确定目标位置。

最后，通过步骤9023，根据目标装置3的初始位置和目标位置，可获得目标装置3的移动路径，从而可以计算绳索1的目标距离。

图11示出了本发明实施例作业方法的流程示意图三。

参见图11，在本发明实施例中，绳索1绕设在绳索架22上，步骤903，控制绳索根据目标距离对绳索长度进行调整，包括：步骤9031，计算绳索架22外圈绳索1与绳索架22中心的直径距离；步骤9032，根据绳索1直径距离计算伸缩架的目标转动角度；步骤9033，发送第二指令，第二指令用于指示伸缩架转动目标转动角度；步骤9034，获得绳索1的目标距离。

在控制绳索1获得目标距离的时候，需要先获得绳索1应该回收或是伸出的距离l，即绳索1的目标距离。本发明实施例不对绳索架22外圈绳索1与绳索架22中心的直径距离的计算方式进行限定。优选的，绳索架22选为卷扬机，卷扬机上设置有用于检测绳索1外圈直径的直径测量传感器。通过直径测量传感器测出绳索1外表面距卷筒中心的距离，绳索1外表面距卷筒中心的距离即为直径距离。为了提高测量的准确性，直径测量传感器的伸缩板和绳索1接触，通过压紧力，使伸缩板位置的绳索1不会变形，从而使直径的测量更加准确。

为了进一步提高计算精度，控制箱7保存有绳索1的半径。如此，可计算出绳索架22外圈绳索1中心与绳索架22卷筒中心的距离，外圈绳索1中心与绳索架22卷筒中心的距离＝绳索1外表面距卷筒中心的距离-绳索1的半径。

根据步骤902获得的绳索1的目标距离(l)，配合外圈绳索1中心与绳索架22卷筒中心的距离(r)，即可获得绳索架22卷筒的转动角度(θ)，即，θ＝l/(r*2π)。根据卷筒的转动角度，可以进一步换算得到电机21的电机轴的转动角度，从而通过控制电机21轴转动，使绳索1带动目标装置3到达工作需要的位置，或使绳索1第二端与目标装置3同步移动到指定位置。还需补充的是，第一指令还可以包含目标装置的移动速度的信息，根据目标装置的移动速度的信息，可以通过控制电机的转动速度达到控制绳索收放速度的目的。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。