多功能机器人系统及其应用技术方案

本发明专利技术涉及一种多功能机器人系统及其应用，包括分别可独自移动的供给站和若干机器人单元，供给站设置有动力供应系统和供给站移动装置，机器人单元设置有机器人驱动装置、工作执行装置和机器人移动装置，供给站通过连接线缆分别与每个机器人单元连接，连接线缆包括支路动力缆线，动力供应系统通过支路动力缆线分别为每个机器人单元提供动力流。所述若干机器人单元在水平面或斜面或竖直面或顶面上移动，所述供给站跟随若干机器人单元进行移动。本发明专利技术设置单独的供给站，将机器人的执行装置与其驱动装置和供给装置分离，供给站不断地向机器人提供原材料和能源，减少机器人侧的重量和体积，延长其单次工作时间，提高工作效率。

Multi function robot system and its application

The invention relates to a multifunctional robot system and its application, including alone supply station and a plurality of mobile robot are respectively provided with a power supply unit, station supply system and supply station of mobile device, the robot robot unit is provided with a driving device, the execution of the work device and mobile robot device, supply station through a connecting cable are respectively connected with each robot unit, including the branch power cable connecting cable, power supply system through the power cable branch separately for each robot unit provides power flow. A plurality of robot units are moved on a horizontal surface or an inclined plane or a vertical face or a top surface, and the feeding station is moved along with a plurality of robot units. The invention is provided with separate supply station, the robot execution device with the driving device and supply device separation, supply station to provide raw materials and energy to the robot, the robot side reduce the weight and volume, and prolong the work time, improve work efficiency.

【技术实现步骤摘要】
多功能机器人系统及其应用
本专利技术属于机器人应用
，特别涉及一种具有作业能力的多功能机器人系统及其应用。
技术介绍
随着现代科技技术水平的不断发展，机器人得到了广泛的应用。公开号CN104802872A的中国专利技术专利公开了一种爬壁机器人。该爬壁机器人E能吸附在粗糙外墙C表面上移动。通常，爬壁机器人E常常使用管子或是电线D来从外部获取持续的动力供给。例如，如图1所示，爬壁机器人E在竖直面上进行清洗或喷涂作业时，爬壁机器人E距离楼顶B的高度在100米，那么，爬壁机器人E会遇到如下问题：（1）如果爬壁机器人E自带有水箱或涂料箱以及控制部件（例如：控制阀）的话，爬壁机器人E的重量会变得非常重，巨大的重力作用会导致爬壁机器人E掉落。（2）如果水箱或是涂料箱等原料供给A放置在楼顶的话，水或油漆等原料就需要通过很长的管子D输送至爬壁机器人E，这就造成了原料供给量的控制困难。如果原料的控制部件（流量阀、压力阀等）放在楼顶，管子和缆线的长度（例如100米长）就会造成严重的时间滞后，时间滞后会导致控制失效、不稳定的问题。而且，原料流经很长的管子输送至爬壁机器人E时，会在长管上产生极大的沿程损耗，进而会导致机器人单元端的压力和流量不足的情况发生。如果把原料的控制部件安装在爬壁机器人E上，又会导致爬壁机器人E的重量大幅增加，这对爬壁机器人E是非常不利的。（3）如果动力供给A放置在楼顶的话，动力流（电流等）就需要通过很长的缆线输送至机器人单元，这就造成了动力的控制困难。如果动力的控制部件（变压器等）放在楼顶，缆线的长度（例如100米长）就会造成严重的时间滞后，时间滞后会导致控制失效、不稳定的问题。而且，动力流经很长的缆线输送至机器人单元时，会在长缆线上产生极大的沿程损耗，进而会导致爬壁机器人E的动力不足的情况发生。如果把动力的控制部件安装在爬壁机器人E上，又会导致爬壁机器人E的重量大幅增加，这对爬壁机器人E是非常不利的。（4）以图2为例，爬壁机器人E从位置A横向移动至位置B，缆线D也会发生相应的位置改变。缆线D的重量会对机器人单元施加一个横向拖拽力。也就说，爬壁机器人E移动时不得不带动缆线D同时移动。如果缆线D非常长的话，缆线D的质量就很重。对移动的爬壁机器人E而言，缆线D变成了非常大的惯性负载，严重影响爬壁机器人E的运动性能。并且，为了抵御不可测的横向拖拽力，爬壁机器人E的吸附装置不得不始终工作在最大吸附力的状态下，这就导致了吸附装置的能耗过大。（5）连接爬壁机器人E和楼顶供给设备A的长缆线D悬挂在高空。高空存在剧烈横风，横风施加作用力在缆线上，导致缆线摆动，并且，该作用力会通过缆线D直接作用在爬壁机器人E上，形成对爬壁机器人E的横向拖拽力，下称横风拖拽力。并且，该横风拖拽力随着高空横风的状态发生改变，是一个不稳定的、难预测的作用力。如果缆线D很长（百米或更长），该作用力会变得很大，严重影响爬壁机器人E的稳定性。（6）在实施作业的过程中，我们需要根据爬壁机器人E的移动来收放缆线D。理想情况下，缆线D的收放长度和速度可以根据爬壁机器人E和楼顶B的供给单元A的相对位置来计算。但是，在爬壁机器人E和楼顶的供给单元A之间的连接缆线D是一个两端固定的柔性线体问题，缆线D还受到重力、横风作用力等因素影响，并且缆线D越长，影响越显著。于是，该柔性线体问题变得很复杂，求解困难，进而导致了难以准确根据机器人的移动来控制缆线D的收放长度和速度。缆线D收放得不恰当的话，势必会对爬壁机器人E的移动带来非常严重的影响。可知，爬壁作业机器人的改进需要克服上述的技术难题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种具备作业能力的多功能机器人系统，该多功能机器人系统能够解决
技术介绍
中所提到的多个技术难题。本专利技术是这样实现的，提供一种机器人系统，包括移动的供给站和若干机器人单元，以及带动供给站移动的牵引装置，所述供给站设置有动力供应系统；所述供给站通过连接线缆分别与每个机器人单元连接，所述连接线缆包括支路动力缆线，所述动力供应系统通过支路动力缆线分别为每个机器人单元提供动力流；所述机器人单元设置有机器人驱动装置、工作执行装置、机器人吸附装置和机器人移动装置，所述机器人驱动装置通过带动机器人移动装置使得机器人单元在工作面上移动，所述若干机器人单元通过机器人吸附装置贴附在工作面上移动；所述若干机器人单元在水平面或斜面或竖直面或顶面上移动，所述供给站跟随若干机器人单元进行移动。进一步地，所述供给站还设置有供给站移动装置和供给站吸附装置，所述供给站吸附装置使供给站吸附在工作面上，所述供给站移动装置与工作面发生接触，使得供给站在工作面上移动。进一步地，在所述供给站上还设置有至少一块引桥板，所述引桥板的至少一部分可收纳和展开地设置在供给站上；当所述引桥板处于展开状态时，所述引桥板至少有一侧边放置在工作面上，与工作面发生接触；所述机器人单元从与工作面发生接触的一个侧边移动到引桥板上，再从与工作面发生接触的其他或是同一引桥板的侧边移动到工作面上。进一步地，在所述供给站上还设置有回收舱，所述回收舱至少容纳一个机器人单元，所述机器人单元能够从工作面移动到回收舱内进行回收，并从所述回收舱中移出到工作面。进一步地，在所述引桥板上设置有回收舱，所述回收舱至少容纳一个机器人单元，所述引桥板至少一个侧边放置在工作面上，与工作面发生接触，所述机器人单元能够从工作面移动到引桥板的回收舱内进行回收，并从所述引桥板的回收舱中移出到工作面。进一步地，在所述供给站上还设置有回收舱，所述回收舱至少容纳一个机器人单元，所述机器人单元能够从工作面通过引桥板移动到供给站的回收舱内进行回收，并从所述供给站的回收舱中移出到工作面。进一步地，在所述回收舱的侧部设置有限位装置，用于限制机器人单元的位置。本专利技术是这样实现的，提供一种如前述的多功能机器人系统的应用，所述若干机器人单元应用为墙面清洁机器人，所述工作执行装置应用为墙面清扫装置，所述若干机器人单元的行走工作面为竖直或倾斜的建筑物墙面，所述牵引装置包括卷扬机，所述卷扬机设置在建筑物顶部，所述卷扬机通过吊挂绳索牵引供给站跟随若干机器人单元上下移动，所述若干机器人单元对建筑物墙面进行清洗作业，所述若干机器人单元通过其吸附装置贴附在墙面行走，在所述供给站上设置水源，所述连接缆线包括支路动力缆线和支路水管，所述供给站通过支路水管给每个机器人单元供给清洁水。进一步地，在所述若干机器人单元上还设置有摄像装置和机器人无线测距信号站，所述摄像装置拍摄的影像通过无线发射装置发射到远程操控系统，在所述建筑物上设置有与机器人无线信号站通讯的无线定位装置，所述无线定位装置也由远程操控系统控制。与现有技术相比，本专利技术的多功能机器人系统及其应用，设置单独的供给站，将机器人的执行装置与其驱动装置和供给装置分离，供给站不断地向机器人提供原材料和能源，减少机器人侧的重量和体积，延长其单次工作时间，提高工作效率和机器人单元的稳定性、控制性，还可以降低能耗。附图说明图1为现有的爬壁机器人工作示意图；图2为图1的现有的爬壁机器人在墙壁上位置移动前后的状态示意图；图3为本专利技术的多功能机器人系统的第一实施例、第二实施例和第七实施例的平面示意图；图4为图3中清洗机器人的侧视图；图5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能机器人系统，其特征在于，包括移动的供给站和若干机器人单元，以及带动供给站移动的牵引装置，所述供给站设置有动力供应系统；所述供给站通过连接线缆分别与每个机器人单元连接，所述连接线缆包括支路动力缆线，所述动力供应系统通过支路动力缆线分别为每个机器人单元提供动力流；所述机器人单元设置有机器人驱动装置、工作执行装置、机器人吸附装置和机器人移动装置，所述机器人驱动装置通过带动机器人移动装置使得机器人单元在工作面上移动，所述若干机器人单元通过机器人吸附装置贴附在工作面上移动；所述若干机器人单元在水平面或斜面或竖直面或顶面上移动，所述供给站跟随若干机器人单元进行移动。

【技术特征摘要】
1.一种多功能机器人系统，其特征在于，包括移动的供给站和若干机器人单元，以及带动供给站移动的牵引装置，所述供给站设置有动力供应系统；所述供给站通过连接线缆分别与每个机器人单元连接，所述连接线缆包括支路动力缆线，所述动力供应系统通过支路动力缆线分别为每个机器人单元提供动力流；所述机器人单元设置有机器人驱动装置、工作执行装置、机器人吸附装置和机器人移动装置，所述机器人驱动装置通过带动机器人移动装置使得机器人单元在工作面上移动，所述若干机器人单元通过机器人吸附装置贴附在工作面上移动；所述若干机器人单元在水平面或斜面或竖直面或顶面上移动，所述供给站跟随若干机器人单元进行移动。2.如权利要求1所述的多功能机器人系统，其特征在于，所述供给站还设置有供给站移动装置和供给站吸附装置，所述供给站吸附装置使供给站吸附在工作面上，所述供给站移动装置与工作面发生接触，使得供给站在工作面上移动。3.如权利要求2所述的多功能机器人系统，其特征在于，在所述供给站上还设置有至少一块引桥板，所述引桥板的至少一部分可收纳和展开地设置在供给站上；当所述引桥板处于展开状态时，所述引桥板至少有一侧边放置在工作面上，与工作面发生接触；所述机器人单元从与工作面发生接触的一个侧边移动到引桥板上，再从与工作面发生接触的其他或是同一引桥板的侧边移动到工作面上。4.如权利要求2所述的多功能机器人系统，其特征在于，在所述供给站上还设置有回收舱，所述回收舱至少容纳一个机器人单元，所述机器人单元能够从工作面移动到回收舱内进行回收，并从所述回收舱中移出到工作面。5.如权利要求3所述的多功能机器人系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎鑫，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33