CN201016965Y - 全自动地板砖粘贴检查机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型是全自动地板砖粘贴检查机器人，具体地说是能独立行走并根据声音频率与预定频率的比较来检查地板砖粘贴质量的机器人。其主要分机械系统和控制系统，其中机械系统主要由：敲击机构、换向机构、驱动机构、行走机构及标示机构所组成。控制系统通过各种传感器采集信号，进行控制。通过控制系统和适时地用光电传感器来检测地面和墙壁的来控制机器人，使其按一定的路线行走，机器人停止行走。主副敲击系统开始敲击地板砖，每次敲完之后机器人旋转90度之后再同时进行下一次的敲击，四次后完成一块地板砖的监测，向下一块地板砖前进。行走、检测、标示均全自动，提高检测了的准确性，同时还具有高效、省力等特点。

Description

全自动地板砖粘贴检查机器人

技术领域

本实用新型是全自动地板砖粘贴检查机器人，具体地说是能独立行走并根据声音频率与预定频率的比较来检查地板砖粘贴质量的机器人。

背景技术

装饰工程是建筑工程的重要组成部分，而地板砖粘贴又是装饰工程的重要一项。但随之而来的“空鼓”问题，成了影响装饰工程质量的主要因素。其常常发生，甚至还很严重。而此，现在主要靠人力检查，存在着工作量、误差大等问题。因此，需要一种能够快速、准确的检测“空鼓”的装置，但目前尚未见到。

发明内容

针对上述现有检测技术的不足，本实实用新型通过声音传感器采集敲击地板砖是产生的声音频率和预定的频率作比较，来检查“空鼓”并作出标示同时通过光传感器及行程开关来感测地面与四周的情况，来自动调节其行走全自动地板砖粘贴检查机器人。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：由机械系统和控制系统组成，机械系统与控制系统连接，其中机械系统包括底板、敲击机构、换向机构、驱动机构、行走机构及标示机构所组成，行走机构设置在底板下表面，敲击机构和换向机构设置在底板上，驱动机构与换向机构和敲击机构连接，标示机构与控制系统连接；所述的控制系统包括曲轴动力电机、后轮驱动电机、声音传感器、光电传感器、信号处理器、数据处理器，曲轴动力电机和后轮驱动电机与驱动机构连接，声音传感器设置在敲击机构上，光电传感器与数据处理器和信号处理器连接。

全自动地板砖检测机器人，进入检测地点后首先通过光电传感器检测地板砖缝隙，并根据缝隙进行调整机器人的位置，使机器人位于地板砖中心，此时后轮驱动电机停止转动，曲轴驱动电机通电，进行敲击。敲击过程如下：

⊙→主敲击机构敲击1点→副敲击机构敲击2点→副敲击机构逆时针旋转90→主敲击机构敲击1点→副敲击机构敲击2点→副敲击机构逆时针旋转90度→主敲击机构敲击1点→副敲击机构敲击2点→副敲击机构逆时针旋转90度→主敲击机构敲击1点→副敲击机构敲击2点→副敲击机构逆时针旋转90度→⊙(完成一个循环)

以上过程中通过不完全的换向锥齿轮实现的。在敲击过程中，通过固定在中杆的声音传感器采集敲击声音的频率，经过放大处理后，将此频率暂存于单片机中，经过四次敲击之后，将其余预定的频率进行比较，从而判断出是否存在“空鼓”，当有时，单片机使继电器得电，从而在此地板砖上做上标示。之后，继续向前到下一块地板砖。当机器人行走到墙根时，整机后退600MM，旋转旋转前进到下一块砖上，光电传感器对准砖缝，之后停止进行检测。重复以上动作直至完成检测。

本实用新型对地板砖“空鼓”的检测，是采用一个主敲击机构实现对地板砖中心部位的敲击和一个通过旋转装置控制的副敲击机构实现分别对周围四点的敲击，通过在敲击中心杆内的声音传感器采集的敲击声音频率与预先设定的频率相比较来检验是否存在空鼓的。整个过程中实现了监测、易懂、标示的全自动，能够提高监测的准确性，同时还具有高效、省力等特点。

附图说明

图1为本实用新型的结构原理示意图；

图2是本实用新型的主敲击机构示意图；

图3是本实用新型的声音检测原理图；

图4是本实用新型的声音频率比较电路；

图5是本实用新型的单片机检测程序框图；

图6是本实用新型实施时的行走路线图。

其中，1、前万向导轮，2、主敲击机构定位筒，3、中心筒，4、换向筒，5、外提筒，6、底板，7、驱动轮，8、曲轴动力电机，9、右支架，10、空心轴，11、换向锥齿轮，12、连杆I，13、连杆II，14、连杆III，15、曲轴，16、左支架，17、中心提筒，18、中杆，19、后轮驱动电机，20、副敲击机构定位筒，21、中心杆，22、轴承，23、托圈，24、定位筒盖，25、电磁铁，26、弹簧I，27、半环，28、弹簧II。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步详细描述。

实施例：如图1所示，由机械系统和控制系统组成，机械系统与控制系统连接，其中机械系统包括底板、敲击机构、换向机构、驱动机构、行走机构及标示机构所组成，行走机构设置在底板下表面，敲击机构和换向机构设置在底板上，驱动机构与换向机构和敲击机构连接，标示机构与控制系统连接；所述的控制系统包括曲轴动力电机、后轮驱动电机、声音传感器、光电传感器、信号处理器、数据处理器，曲轴动力电机和后轮驱动电机与驱动机构连接，声音传感器设置在敲击机构上，光电传感器与数据处理器和信号处理器连接。底板6上有五个大孔是敲击时用的，其余的四个对称的小孔是安放光传感器用的，在正前部安有前万向导轮1，后部安有左右对称的两个驱动轮7，驱动轮7通过后轮驱动电机19驱动，这两对电机是安放在左右两个对称的支架16、9上，两支架通过螺栓固定在底板6上，两支架上端安装有曲轴15，曲轴通过曲轴动力电机8带动，曲轴驱动电机8在右侧支架9上。在曲轴15上从左到右，依次装有主动锥齿轮、连杆I 12、连杆II 13、连杆III 14，主动锥齿轮与换向齿轮啮合11；连杆I与连杆III通过两个提耳为外提筒5提供动力；连杆II与中心筒3上的提耳相连，从而带动主敲击机构，中心筒3内有主敲击机构，外部被主敲击机构定位筒2定位。换向锥齿轮11与空心轴10固连在一起，空心轴通过细长方体条与换向筒4连在一起，换向筒4与中心提筒17外通过连接板固连在一起，内通过轴承22和托圈23套在中心筒；中心提筒内有中杆18，中杆18被副敲击机构定位筒20定位上下移动，中杆18内有中心杆21，内有声音传感器。工作时，通过光传感器采集的信号传到处理控制机构，使其行走到地板砖的中央，此时两后轮驱动电机19停转，曲轴动力电机8开始通电，驱动曲轴15旋转，曲轴带动连杆12、13、14，连杆带动主副敲击机构分别实现对中央和四周第一点的敲击活动，之后，刚好主动锥齿轮使换向锥齿轮11转动一周，并带动换向筒4实现一次对副敲击机构的换向，主、副敲击机构开始对中心点和第二点敲击，重复以上动作分别完成中心点和第三、四点敲击，全部敲击完成后，做出标识，主轴动力电机8停转，后轮驱动电机19开始通电，前进到下一块砖进行检测。

如图1和图2所示，敲击机构又分主敲击机构和副敲击机构，其中主敲击机构是由中杆，电磁铁25、弹簧I26，定位筒盖24，半环27，弹簧II28，定位筒2，中心杆(内放有声音传感器)构成，中心筒顶上焊有连耳，通过连接销与连接曲轴的连杆相连，内部与中杆上部大端形成螺纹连接，中杆上部大端内放有电磁铁，中杆下部西端外接有定位筒，末端有半环，定位筒用螺钉固定在定位筒上，中杆被限制在其中，二者之间可做一定的上下滑动但不能滑出，定位筒盖与中杆大端之间有弹簧I中杆内部有中心杆，中线杆可在定位筒内上下滑动，中心杆与中杆之间有弹簧II。副敲击机构：除与上述主敲击机构又相同的机构设计外，还有中心筒、外提筒、换向筒、轴承、托圈共同构成。中心筒套在主敲击机构外，与外提筒组成可以上下移动的滑动副，外提筒上部焊有两队提耳，提耳通过连接销分别与曲轴连杆I、II相连，外提筒外有换向筒通过下有托圈的轴承相连接，可相互转动。

换向机构包括主动锥齿轮、换向锥齿轮、轴承、左右支架、空心轴，主动锥齿轮被固定在曲轴上，与换向锥齿轮(只有90度内有齿)相配合，换向锥齿轮被固定在空心轴上，空心轴通过轴承连接在左右支架上。且焊接在换向筒顶部的细长长方形条与空心周内侧的一个槽形成垂直方向的移动副。

驱动机构包括曲轴、连杆(3个)，电机通过传动带与曲轴相连接，曲轴上从右到左依次装有主动锥齿轮和三个连杆。

行走机构包括两后驱动轮及前万向轮，后两轮由电机通过传动带直接驱动，通过控制两轮的转速实现各种运动。

标示机构是由继电器控制的笔夹。

如图3、图4、图5所示，控制系统主要由曲轴动力电机、后轮驱动电机(左右各一个)、两块电磁铁、声音传感器、光电传感器、信号处理放大部分、数据处理运算部分等主要部分组成。总的来说，曲轴动力电机、后轮驱动电机(左右各一个)是轮流通电的。在整体行走时，曲轴动力电机不通电，而只有后两轮驱动电机(左右各一个)通电。在敲击时，只有曲轴动力的电机通电。电磁铁只有在敲击时断电，其它时间通电。

行走时的控制通过控制两后轮驱动电机的正反、转速来实现机器人的前进转弯。左右轮同时通相等的正向电压，机器人前进。通反向电压，机器人后腿。通不同的电压实现机器人的转弯。

全自动地板砖检测机器人，进入检测地点后首先通过光电传感器检测地板砖缝隙，并根据缝隙进行调整机器人的位置，使机器人位于地板砖中心，此时后轮驱动电机停止转动，曲轴驱动电机通电，进行敲击。敲击过程如下：

⊙→主敲击机构敲击1点→副敲击机构敲击2点→副敲击机构逆时针旋转90→主敲击机构敲击1点→副敲击机构敲击2点→副敲击机构逆时针旋转90度→主敲击机构敲击1点→副敲击机构敲击2点→副敲击机构逆时针旋转90度→主敲击机构敲击1点→副敲击机构敲击2点→副敲击机构逆时针旋转90度→⊙(完成一个循环)

以上过程中通过不完全的换向锥齿轮实现的。在敲击过程中，通过固定在中杆的声音传感器采集敲击声音的频率，经过放大处理后，将此频率暂存于单片机中，经过四次敲击之后，将其余预定的频率进行比较，从而判断出是否存在“空鼓”，当有时，单片机使继电器得电，从而在此地板砖上做上标示。之后，继续向前到下一块地板砖。当机器人行走到墙根时，整机后退600MM，旋转旋转前进到下一块砖上，光电传感器对准砖缝，之后停止进行检测。重复以上动作直至完成检测。

Claims (4)

1.全自动地板砖粘贴检查机器人，其特征在于，由机械系统和控制系统组成，机械系统与控制系统连接，其中机械系统包括底板、敲击机构、换向机构、驱动机构、行走机构及标示机构所组成，行走机构设置在底板下表面，敲击机构和换向机构设置在底板上，驱动机构与换向机构和敲击机构连接，标示机构与控制系统连接；所述的控制系统包括曲轴动力电机、后轮驱动电机、声音传感器、光电传感器、信号处理器、数据处理器，曲轴动力电机和后轮驱动电机与驱动机构连接，声音传感器设置在敲击机构上，光电传感器与数据处理器和信号处理器连接；

所述的敲击机构又分主敲击机构和副敲击机构，其中主敲击机构是由中杆、电磁铁、弹簧I、半环、弹簧II、定位筒和内放有声音传感器的中心杆构成，中杆上部大端内放有电磁铁，中杆下部外接有定位筒，末端有半环，定位筒盖与中杆大端之间有弹簧I，中杆内部有中心杆，中心杆与中杆之间有弹簧II；副敲击机构还有中心筒、外提筒、换向筒、轴承构成，中心筒套在主敲击机构外，外提筒通过轴承与换向筒连接：

所述的换向机构包括主动锥齿轮、换向锥齿轮、左右支架、空心轴构成，主动锥齿轮被固定在驱动机构上，其与换向锥齿轮相啮合，换向锥齿轮被固定在空心轴上，空心轴通过轴承连接在左右支架上；

所述的驱动机构由曲轴、电机和连杆组成，电机通过传动带与曲轴相连接，曲轴上从右到左依次装有主动锥齿轮和三个连杆；

所述的行走机构由两后驱动轮及导向轮组成，底板上前端安有一个导向轮，后端安有两个驱动轮，其直接与驱动电机相连；

所述的标示机构为由继电器控制的笔夹。

2.根据权利要求1所述的全自动地板砖粘贴检查机器人，其特征是，所述的信号处理器为单片机或PLC。

3.根据权利要求1所述的全自动地板砖粘贴检查机器人，其特征是，所述的数据处理器为单片机或PLC。

4.根据权利要求1所述的全自动地板砖粘贴检查机器人，其特征是，换向锥齿轮在90度范围内有齿。

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