室内喷涂机器人的行走系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种室内喷涂机器人的行走系统，包括电机（２）、传动机构和驱动轮（９），所述电机（２）、传动系统和驱动轮（９）为相同的两套且安装在矩形箱体（１）内的前、后部，在所述箱体（１）上还装有万向轮（１０）；在所述箱体（１）的四周侧板两端均安装有测距传感器（１２），在所述箱体（１）上还装有电路板（１１），该电路板（１１）与所述测距传感器（１２）、电机（２）和编码器（２ａ）电连接，所述电路板（１１）能根据测距传感器（１２）采集的信息控制所述电机（２）的旋转。本实用新型专利技术无需使用导轨，就能实现喷涂机器人在室内的灵活行走，并保证机器人沿着平行于所喷涂墙面的路线行走，还可原地转动。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及喷涂机器人，尤其涉及一种室内墙面喷涂机器人的行走系统。
技术介绍
对房屋墙壁表面进行喷涂的机器人有室外喷涂机器人和室内喷涂机器人两 种，公知的外墙面喷涂机器人主要是通过建筑物的屋顶悬挂固定，并由气泵推 动喷涂机器人在直线导轨上移动；而室内喷涂机器人也主要是由机器人沿着已 固定的导轨在室内移动，按固定的路线对墙壁进行喷涂，由于房间形状各异， 导轨布置复杂，降低了总体的喷涂效率，对于提高喷涂效率和工程进度造成了 很大障碍，这种需用固定导轨的室内喷涂机器人的运用受到很大限制，因而室 内的喷涂工作绝大多数由人工完成。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于提供一种室内喷涂机器人的行走系 统，它无需使用导轨，就能实现喷涂机器人在室内行走，并可原地转动，运动 灵活。本技术的技术方案如下 一种室内喷涂机器人的行走系统，包括电机、 传动机构和驱动轮，由所述电机通过传动机构带动驱动轮旋转，所述电机、传 动机构和驱动轮为相同的两套且安装在矩形箱体内的前、后部，在所述箱体上还装有万向轮；所述电机带有编码器，所述传动机构有一轮轴从所述箱体前侧 板或后侧板伸出，并在该伸出端上安装所述驱动轮，所述两传动机构的所述轮 轴同轴线；在所述箱体的四周侧板两端均安装有测距传感器，在所述箱体上还 装有电路板，该电路板与所述传感器、电机和编码器电连接，所述电路板能根 据测距传感器采集的信息控制所述电机的旋转。本技术采用两个驱动分别独立驱动的方式，来保证机器人能在房间的 狭小空间内灵活行走、转动。由于本机器人采用的是两个驱动轮独立驱动，而 且机器人的运动方式，也主要是直线行走和原地转动两种，这就要求机器人在 行走的时候，必须保证两个驱动轮的转速大小相等。两个驱动轮通过两个电机 分别驱动，两个电机同向、同速转动时，即可实现直线行走；两个电机反向、 同速转动时，即可实现原地转动。两个驱动轮行走的距离，即两个电机需要转 过的角度通过电路板的控制程序控制，再通过箱体四周侧板的测距传感器作辅 助验证、调节。对于墙壁的喷涂路径，根据房屋的CAD信息由电路板的路径规 划程序自动生成。为保证两驱动轮能保持相同速度旋转，两个电机分别连接有电机编码器， 电路板根据电机编码器反馈的误差，计算出所需的控制信息，再输出到电机上， 驱动电机转动。同时，与喷涂墙面正对的箱体侧板的两端测距传感器，能实时 检测它们到墙面的距离，通过该侧板两端距离的对比，来验证机器人的行走是 否与墙面保持平行。若在行走的过程中，这两个距离传感器测得的两个距离的 差超过了允许的偏差，这时就可通过电路板上的CPU计算出两驱动轮分别需要 转过多少角度，再通过控制指令使电机旋转，电机最终带动驱动轮转动，使机 器人再次沿着与喷涂墙面平行的路线行走。所述传动机构包括减速器、小齿轮、大齿轮、轮轴和轴承座；所述电机固 定在箱体底板上，该电机的输出轴通过联轴器与减速器相连，所述减速器的输 出轴上装有小齿轮与轮轴上的大齿轮啮合，该轮轴一端支承在与箱体底板固定 的轴承座上，另一端伸出箱体前侧板或后侧板。所述两个电机、联轴器、减速器和小齿轮分别安装在所述轮轴中心线的左、 右两侧。由于箱体内安装空间有限，这样布置更有利于避免干涉。所述电机为伺服电机或步进电机。所述减速器为行星齿轮减速器。行星齿轮减速器尺寸小、结构紧凑，便于 箱体内的空间布置。所述万向轮为四个且分布在靠近所述箱体的四角处。万向轮用于转向并起 辅助支承作用，四个万向轮分布在箱体的四个角上，使箱体的支承范围增大， 这样可以使机器人的稳定性更高，支承能力更强。在靠近所述箱体下表面的四角处设有上凹的缺口，在该缺口的底面上固定 所述万向轮。将万向轮装在上凹缺口内，减小箱体离地距离，降低机器人的重 心，以保证机器人的稳定性。所述传感器为超声波测距传感器。超声波测距是一种非接触检测技术，不 受光线、被测对象颜色等影响，能适应较恶劣的粉尘环境。所述驱动轮为耐磨橡胶或铸铁材质。驱动轮由耐磨材料制成，使其不易磨 损，因两个驱动轮磨损后，会导致两个驱动轮的实际直径不相同，在机器人行 走的时，方向不易控制。本技术的有益效果是作为室内喷涂机器人的行走系统，无需使用导轨， 就能实现喷涂机器人在室内的灵活行走，并保证机器人沿着平行于所喷涂墙面的路线行走，还可原地转动；避免了工人在恶劣环境下铺设轨道，劳动强度降低，大大提高了喷涂效率。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为图1的仰视图。图3是图1的左视图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术作进一步说明如图l至图3所示，本技术是一种室内喷涂机器人的行走系统，主要 由箱体l、电机2、联轴器3、减速器4、小齿轮5、大齿轮6、轮轴7、轴承座 8、驱动轮9、万向轮IO、电路板11和测距传感器12组成。其中，箱体l为矩 形，由底板和四周的侧板组成，电机2固定在箱体1底板上，是带有编码器2a 的步进电机。电机2、传动机构和驱动轮9为相同的两套且安装在箱体1内的前、 后部，电机2的输出轴通过联轴器3与传动机构相连，传动机构由减速器4、小 齿轮5、大齿轮6、轮轴7和轴承座8组成。具体地，电机2的输出轴通过联轴 器3与减速器4相连，减速器4为行星齿轮减速器，在减速器4的输出轴上装 有小齿轮5，小齿轮5与轮轴7中部的大齿轮6啮合，轮轴7与电机2的输出轴 相平行，轮轴7 —端支承在与箱体1底板固定的轴承座8上，另一端伸出箱体1 前侧板la或后侧板lb并在该伸出端上装有驱动轮9，驱动轮9由含高炭黑的耐 磨橡胶制成，两轮轴7的中心线同轴，两个电机2、联轴器3、减速器4和小齿 轮5分别安装在轮轴7中心线的左、右两侧。如图1至图3所示，在箱体1上还装有四个万向轮10，在靠近箱体1下表面的四角处设有上凹的缺口 le，在该缺口 le的底面上固定一个万向轮10。当两个驱动轮9的转向和转速相同时，驱动轮9产生驱动力，通过箱体l传递给万向轮IO，万向轮10在地面摩擦力的作用下，向与机器人运动方向相同的方向偏转，机器人即作直线行走；当两个驱动轮9的转向相反而转速相同时，驱动力通过箱体1传递给四个万向轮10，四个万向轮10在地面约束力的作用下，绕箱体l底板的对称中心线转动，实现机器人原地转动。在箱体1的四周侧板两端均安装有超声波测距传感器12，在箱体1的右部还装有电路板11，该电路板11与各测距传感器12、电机2和编码器2a电连接，电路板11能根据箱体1各侧板上的测距传感器12所采集的信息控制电机2的旋转，从而控制机器人的行走。在箱体1的前侧板la和后侧板lb上分别安装有前、后测距传感器12a、12b， 在箱体1的左侧板lc和右侧板ld上分别安装有左、右测距传感器12c、 12d， 前、后、左、右测距传感器12a、 12b、 12c、 12d均包括一个发射头和一个接收 头。在机器人工作时，与所喷涂墙面相对的两个前测距传感器12a或后测距传 感器12b对其与墙面的距离进行检测、对比，以验证机器人的行走是否与墙面 保持平行。若在行走的过程中，这两个距离传感器测得的两个距离的差超过了 允许的偏差，则说明移动装置与墙壁相对的那个面已经不能满足与墙壁平行的 要求了 ，这时就可通过电路板上的CPU计算出两驱动轮分别需要转过多少本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种室内喷涂机器人的行走系统，包括电机（２）、传动机构和驱动轮（９），由所述电机（２）通过传动机构带动驱动轮（９）旋转，其特征在于：所述电机（２）、传动机构和驱动轮（９）为相同的两套且安装在矩形箱体（１）内的前、后部，在所述箱体（１）上还装有万向轮（１０）；所述电机（２）带有编码器（２ａ），所述传动机构有一轮轴（７）从所述箱体（１）前侧板（１ａ）或后侧板（１ｂ）伸出，并在该伸出端上安装所述驱动轮（９），所述两传动机构的所述轮轴（７）同轴线；在所述箱体（１）的四周侧板两端均安装有测距传感器（１２），在所述箱体（１）上还装有电路板（１１），该电路板（１１）与所述测距传感器（１２）、电机（２）和编码器（２ａ）电连接，所述电路板（１１）能根据测距传感器（１２）采集的信息控制所述电机（２）的旋转。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李奇敏，侯海波，周明红，尹先进，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：实用新型
国别省市：85[中国|重庆]