一种爬壁打磨抛光机器人的制作方法

本发明涉及打磨器械领域，特别是一种爬壁打磨抛光机器人。

背景技术：

方舱类产品、室内墙面等表面的喷涂，各道底漆之间、面漆之间、底漆面漆之间，需进行打磨，以增大油漆附着力，提高方舱类产品、室内墙面的表面涂覆质量。目前，方舱类产品、室内墙面等的涂覆打磨均采用人工手持气动打磨机进行人工打磨，存在工作环境差、打磨效率低、打磨质量不稳定等问题和缺陷。

在打磨处理过程中，如何针对方舱铝制舱壁、室内墙壁等，解决人工打磨存在的问题，并将粉尘环保处理，实现全向安全移动打磨抛光工作是本申请人一直希望解决的问题之一。

技术实现要素：

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种爬壁打磨抛光机器人。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种爬壁打磨抛光机器人，包括框体，所述框体上设有真空负压机构、打磨机构和驱动单元，真空负压机构、打磨机构和驱动单元均连接到单片机；

所述真空负压机构包括设置在框体内的真空室、离心风扇和离心电机，离心电机设置在真空室内，离心风扇连接在离心电机伸出真空室的旋转轴上，离心电机通电，带动离心风扇转动，真空室形成负压，使得机器人吸附在工作面上；

所述打磨机构用于对工作面进行打磨抛光；

所述驱动单元用于驱动机器人移动。

本发明中，所述打磨机构包括水平进给电机、水平滚珠丝杠、水平导轨、垂直进给电机、垂直滚珠丝杠、垂直导轨、垂直电机固定座、打磨电机、打磨电机安装座、打磨电机固定块和打磨盘，框体上固定连接水平进给电机和固定弯角，水平滚珠丝杠两端固定在水平进给电机和固定弯角，水平进给电机控制水平滚珠丝杠以及水平导轨，水平导轨连接垂直电机固定座，垂直进给电机固定在垂直电机固定座上，垂直进给电机控制垂直滚珠丝杠和垂直导轨，垂直导轨套接在打磨电机安装座上，打磨电机安装座连接打磨电机固定块，打磨电机固定块内套接打磨电机，打磨电机连接弹性联轴器，弹性联轴器连接打磨沙盘，弹性联轴器上设有力传感器，水平进给电机、垂直进给电机、打磨电机和力传感器均连接到单片机。

本发明中，所述驱动单元包括驱动电机、麦克纳姆轮和电机安装座，框体内四角均设有驱动电机，驱动电机安置在电机安装座上，驱动电机驱动麦克纳姆轮，框体底部为打磨机器人底板，驱动麦克纳姆轮穿过打磨机器人底板，驱动电机连接到单片机。

本发明中，所述打磨机器人底板四角均设有连接到单片机的超声波传感器，进行方舱壁边界以及窗户、门等缺口的识别。

本发明中，所述打磨电机固定块前端设有连接到单片机的超声波避障传感器，用于识别方舱壁上突出障碍物。

本发明中，所述框体顶面安装有安全环，安全环上系有安全绳。

本发明中，所述离心风扇四周设有粉尘回收袋。

本发明中，所述真空室内设有一层吸音棉。

本发明中，所述真空室下端的打磨机器人底板边缘设有一圈底部密封裙边。

驱动单元可以采用现有的万向轮驱动技术，也可以采用本发明所示的驱动单元技术。

打磨机构可以采用现有的打磨机以及抛光机等现有技术，也可以采用本发明所提供的打磨机构技术。

有益效果：本发明通过真空负压的方式使得涂覆打磨抛光机器人吸附在方舱铝制面板或者室内墙面等，在保证涂覆打磨机器人自由运动的同时，通过打磨机构对涂覆各道漆之间进行打磨，增大油漆附着力，极大的提高了方舱、墙壁涂覆打磨的效率和质量，降低了成本。

涂覆打磨机器人在打磨工作时，通过超声波传感器、避障传感器、安全环实现涂覆打磨机器人的安全避障、边界识别、安全打磨，并可以通过粉尘回收袋可收回打磨的粉尘，降低环境污染，减少对人的伤害。

本涂覆爬壁打磨机器人结构简单，节省人力物力，成本较低。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1是机器人的结构示意图；

图2是真空室的示意图；

图3是驱动单元的示意图；

图4是打磨机构的示意图；

图5机器人仰视图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作详细说明。

如图1，包括打磨机器人框体1、离心电机2、离心风扇3、粉尘回收袋4、安全环5、真空室6、吸音棉7、麦克纳姆轮8、超声波传感器9、驱动电机10、打磨机器人底板11、电机安装座12、底部密封裙边13、水平进给电机14、水平滚珠丝杠15、垂直电机固定座16、打磨盘17、弹性联轴器18、力传感器19、打磨电机固定块20、避障传感器21、打磨电机22、打磨电机安装座23、垂直导轨24、垂直滚珠丝杠25、垂直进给电机26、水平导轨27和固定弯角28；

如图2，真空负压机构由真空室6、离心风扇3和离心电机2组成。在离心风扇的周围排气口有粉尘回收袋4对打磨产生的粉尘进行收回；在真空室的内部有一层吸音棉7，降低负压产生的噪声；在打磨机器人底板11上真空室的周围粘有一圈密封裙13，提高真空负压的效果和性能。

如图3，驱动单元由麦克纳姆轮8、驱动电机10和电机安装座12组成，驱动电机10安装在电机安装座12上，电机安装座12位于框体1内部四角，驱动电机10连接麦克纳姆轮8，实现四驱全向移动。

如图4，打磨机构由水平进给电机14、水平滚珠丝杠15、水平导轨27、垂直进给电机26、垂直滚珠丝杠25、垂直导轨24、垂直电机固定座16、打磨电机22、打磨电机安装座23、打磨电机固定块20、打磨盘17组成，框体1上固定连接水平进给电机14和固定弯角28，水平滚珠丝杠15两端固定在水平进给电机14和固定弯角28，水平进给电机14控制水平滚珠丝杠15以及水平导轨27，水平导轨27连接垂直电机固定座16，垂直进给电机26固定在垂直电机固定座16上，垂直进给电机26控制垂直滚珠丝杠25和垂直导轨24，垂直导轨24套接在打磨电机安装座23上，打磨电机安装座23连接打磨电机固定块20，打磨电机固定块20内套接打磨电机22，打磨电机22连接弹性联轴器18，弹性联轴器18连接打磨沙盘17，弹性联轴器18上设有力传感器19，实现打磨盘的水平进给、垂直进给、打磨动作。

如图5，打磨机器人底板11的四角布有4个超声波传感器9，进行方舱壁边界以及窗户、门等缺口的识别。

进一步地，超声波避障传感器21安装在打磨电机固定块20正前端，进行放舱壁上突出障碍物的识别。

进一步地，在打磨机器人框体顶面安装有安全环5，安全环5上系有安全绳。

本机器人的工作过程包括吸附和打磨、抛光两个阶段。

在涂覆爬壁打磨抛光机器人准备进行方舱涂覆打磨工作时，控制单元使离心电机2通电，带动离心风扇3转动，真空室形成负压，使涂覆打磨抛光机器人吸附在方舱铝制舱壁、室内墙壁等垂直面上。控制单元的主体是单片机，单片机根据力传感器信号使水平进给电机14、垂直驱动电机24通电，带动打磨盘17运动至压紧方舱壁。打磨盘17压紧方舱壁后，单片机使能打磨电机22转动，打磨电机22带动打磨盘17进行旋转运动，打磨方舱壁、室内墙壁等涂覆层。并且单片机根据避障传感器21、超声波传感器9反馈的信号，使能4个驱动电机10，分别驱动4个麦克纳姆轮8，通过控制4个麦克纳姆轮不同转向和转速实现涂覆打磨抛光机器人的全向移动。如打磨运动过程中，当打磨电机固定块20前端的避障传感器21识别前进方向有障碍物时，驱动麦克纳姆轮8进行差速转向或反向倒退或水平移动；当打磨机器人底板11四角上的超声波传感器9识别到方舱壁、墙壁的边界或门、窗等缺口时，驱动麦克纳姆轮8进行差速转向或反向倒退或水平移动。

涂覆爬壁打磨抛光机器人打磨、抛光工作完成后，单片机断开打磨电机22、驱动电机10、进给电机14、24的使能，涂覆爬壁打磨抛光机器人处于静止吸附状态，手持涂覆打磨抛光机器人后人工断开离心电机2电源，破坏真空吸附力，取下涂覆打磨抛光机器人。

在打磨机器人框体1的顶部安装有安全环5并系有安全绳，当涂覆爬壁打磨抛光机器人在打磨过程中发生异常状况脱落，系有安全绳的安全环5保护涂覆爬壁打磨机器人防止其落地损坏。

本发明提供了一种爬壁打磨抛光机器人，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。