一种墙面施工机器人行走中定位检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及对定位位置有精确要求的建筑墙面施工机器人或其他移动装置，尤其涉及到一种墙面施工机器人用激光脉冲信号差动放大式定位检测装置。
【背景技术】
[0002]建筑墙面施工机器人在进行建筑墙面抹灰施工时，要不断在施工区域内移动并且保持与所施工墙面有一定的精确距离，需要一种有效位置检测的方法和装置来保证定位精度。现有很多方法通过测量底盘中履带驱动电机的旋转来测量行走的距离，实际应用过程中由于双侧履带的差异和行走过程中的打滑会带来较大的测量误差。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种墙面施工机器人行走中定位检测装置，采用外部激光源、激光脉冲信号差动放大式位置检测方法及装置和后续的采样处理电路来实现行走和固定位置的精确定位。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案:
[0005]—种墙面施工机器人行走中定位检测装置，所述墙面施工机器人两侧均设有履带行走装置，履带行走装置连接电机，所述履带行走装置所支撑的底盘上设有激光脉冲信号差动放大式位置检测装置，所述激光脉冲信号差动放大式位置检测装置通过信号处理电路与信号检测微处理器连接，信号检测微处理器与行走机构控制器连接，行走机构控制器与驱动器连接，驱动器驱动电机运作；所述墙面施工机器人的前侧或后侧设有水平和垂直激光发射器，所述水平和垂直激光发射器发出的光线形成垂直基准面和水平基准面，上述两个基准面施工人员根据具体施工要求进行初始定位。
[0006]所述激光脉冲信号差动放大式位置检测装置只设置在墙面施工机器人履带行走装置所支撑的底盘的一侧。
[0007]优选的，所述墙面施工机器人履带行走装置所支撑的底盘两侧均设有激光脉冲信号差动放大式位置检测装置。
[0008]所述激光脉冲信号差动放大式位置检测装置包括左光线检测板和右光线检测板，左右两块光线检测板中间具有一定的间隙，该间隙作为行走过程的中心点或基准点，在墙面施工机器人未行走前，施工人员根据施工要求调整激光发射器，使得发出的垂直基准面为墙面施工机器人行走过程中的参考面，行走过程中始终保持垂直基准面始终与两块光线检测板的中间位置重合就实现了墙面施工机器人施工中的精确定位。这时基准激光面始终照射到左右两块光线检测板中间的间隙位置，两块检测板都没有电压信号发出。如果行走过程中发生偏离，基准激光面照射发出的激光偏离中间间隙位置而照射到左或右光线检测板时，受到激光脉冲照射的光线检测板将激光脉冲转化成电压信号，后续的信号放大和处理电路将该电压信号进行差动放大并整形后进入到信号处理微处理器，左或右偏置信号经过隔离电路传送到行走机构控制器，行走机构控制器根据上述信号控制驱动器调节驱动电机运行速度，从而带动履带行走装置进行行走过程中位置的调整，保证施工前所设定的垂直基准面始终与两块光线检测板的中间位置重合，从而实现建筑墙面施工机器人与施工墙面的精确定位。
[0009]所述信号检测微处理器为单片机或嵌入式微处理器。
[0010]所述信号检测微处理器和行走机构控制器之间连接隔离电路。
[0011 ] 所述行走机构控制器为PLC或MCU。
[0012]本实用新型的有益效果为:
[0013]本实用新型在施工区域放置激光发射器，生成水平和垂直激光面，并在墙面施工机器人两侧安装激光脉冲差动放大式光线检测装置，检测墙面施工机器人行走中位置信号，控制器通过驱动器控制机器人两侧的行走电机，保证其按照引导激光面行走并精确定位；本实用新型结构简单，行走及定位过程完全实现直线引导，行走速度和定位效率较高。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型墙面施工机器人用脉冲差动式位置检测装置结构示意图；
[0015]图中，I为水平和垂直激光发射器，2为垂直基准面，3为水平基准面，4为激光脉冲差动放大式位置检测装置，5为信号处理电路，6为信号检测微处理器，7为隔离电路，8为行走机构控制器，9为左侧驱动器，10为左侧电机，11为右侧驱动器，12为右侧电机，13为墙面施工机器人，14为履带行走装置。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0017]如图1所示，墙面施工机器人用脉冲差动放大式定位检测装置，在施工区域施工过程中所要求距离的位置处放置水平和垂直激光反射器1，该发射器根据具体需要形成垂直基准面2和水平基准面3。墙面施工机器人13两侧均设有履带行走装置14，左侧履带行走装置连接左侧电机10，右侧履带行走装置连接右侧电机12，安装在墙面施工机器人履带行走装置所支撑的底盘的一侧或者两侧的脉冲差动放大式光线检测装置4，该装置包含左光线检测板和右光线检测板，脉冲差动式光线检测装置4通过信号处理电路5与信号检测微处理器6连接，信号检测微处理器6通过隔离电路7与行走机构控制器8连接，行走机构控制器8与左侧驱动器9和右侧驱动器11连接，左侧驱动器9和右侧驱动器11分别驱动左侧电机10和右侧电机12运行；左光线检测板和右光线检测板分别位于垂直基准面2的两侧。信号检测微处理器6为可以是单片机或数字信号处理器等嵌入式微处理器。行走机构控制器8可以是可编程逻辑器件(PLC)或微处理器(MCU)。
[0018]墙面施工机器人用激光脉冲差动放大式定位检测方法，包括以下步骤:
[0019](I)在墙面施工区域放置水平和垂直激光发射器1，该水平和垂直激光发射器I发出的光线形成垂直基准面2和水平基准面3 ;
[0020](2)激光脉冲差动放大式位置检测装置4的左光线检测板和右光线检测板检测墙面施工机器人行走中的位置信号，将检测到的位置信号经过信号处理电路5进行信号放大和信号整形后传输给信号检测微处理器6 ;
[0021](3)信号检测微处理器6将位置信号通过隔离电路7传输给行走机构控制器8，如果行走过程中左右光线检测板之间的间隙偏离激光基准面，行走机构控制器8根据激光脉冲差动放大式位置检测装置获取的位置信号情况控制左侧驱动器9和右侧驱动器11调节左侧电机10和右侧电机12运行速度，从而带动履带行走装置进行位置的调整，保证墙面施工机器人对准基准面，实现建筑墙面施工机器人与施工墙面的精确定位。
[0022]上述虽然结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
【主权项】
1.一种墙面施工机器人行走中定位检测装置，所述墙面施工机器人两侧均设有履带行走装置，履带行走装置连接电机，其特征是，所述履带行走装置所支撑的底盘上设有激光脉冲信号差动放大式位置检测装置，所述激光脉冲信号差动放大式位置检测装置通过信号处理电路与信号检测微处理器连接，信号检测微处理器与行走机构控制器连接，行走机构控制器与驱动器连接，驱动器驱动电机运作；所述墙面施工机器人的前侧或后侧设有水平和垂直激光发射器，所述水平和垂直激光发射器发出的光线形成垂直基准面和水平基准面。2.如权利要求1所述的墙面施工机器人行走中定位检测装置，其特征是，所述激光脉冲信号差动放大式位置检测装置只设置在墙面施工机器人履带行走装置所支撑的底盘的一侧。3.如权利要求1所述的墙面施工机器人行走中定位检测装置，其特征是，所述墙面施工机器人履带行走装置所支撑的底盘两侧均设有激光脉冲信号差动放大式位置检测装置。4.如权利要求2或3所述的墙面施工机器人行走中定位检测装置，其特征是，所述激光脉冲信号差动放大式位置检测装置包括左光线检测板和右光线检测板，左右两块光线检测板中间具有间隙，该间隙作为行走过程的中心点或基准点。5.如权利要求1所述的墙面施工机器人行走中定位检测装置，其特征是，所述信号检测微处理器为单片机或嵌入式微处理器。6.如权利要求1所述的墙面施工机器人行走中定位检测装置，其特征是，所述信号检测微处理器和行走机构控制器之间连接隔离电路。7.如权利要求1所述的墙面施工机器人行走中定位检测装置，其特征是，所述行走机构控制器为PLC或MCU。
【专利摘要】本实用新型公开了墙面施工机器人行走中定位检测装置，墙面施工机器人两侧均设有履带行走装置，履带行走装置连接电机，履带行走装置所支撑的底盘上设有激光脉冲信号差动放大式位置检测装置，该装置通过信号处理电路与信号检测微处理器连接，信号检测微处理器与行走机构控制器连接，行走机构控制器与驱动器连接，驱动器驱动电机运作；墙面施工机器人的前侧或后侧设有水平和垂直激光发射器。激光脉冲信号差动放大式位置检测装置检测墙面施工机器人行走中位置信号，控制器通过驱动器控制机器人两侧的行走电机，保证其按照引导激光面行走并精确定位；结构简单，行走及定位过程完全实现直线引导，行走速度和定位效率较高。
【IPC分类】G05D1/02
【公开号】CN204759202
【申请号】CN201520356974
【发明人】周广旭, 王平来, 李小伟, 王知学
【申请人】山东省科学院自动化研究所
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年5月28日