專(zhuān)利名稱(chēng)：全自動(dòng)地板磚粘貼檢查機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是全自動(dòng)地板磚粘貼檢查機(jī)器人，具體地說(shuō)是能獨(dú)立行走并根據(jù)聲音頻率與預(yù)定頻率的比較來(lái)檢查地板磚粘貼質(zhì)量的機(jī)器人。
背景技術(shù)：
裝飾工程是建筑工程的重要組成部分，而地板磚粘貼又是裝飾工程的重要一項(xiàng)。但隨之而來(lái)的“空鼓”問(wèn)題，成了影響裝飾工程質(zhì)量的主要因素。其常常發(fā)生，甚至還很?chē)?yán)重。而此，現(xiàn)在主要靠人力檢查，存在著工作量、誤差大等問(wèn)題。因此，需要一種能夠快速、準(zhǔn)確的檢測(cè)“空鼓”的裝置，但目前尚未見(jiàn)到。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有檢測(cè)技術(shù)的不足，本實(shí)發(fā)明通過(guò)聲音傳感器采集敲擊地板磚是產(chǎn)生的聲音頻率和預(yù)定的頻率作比較，來(lái)檢查“空鼓”并作出標(biāo)示同時(shí)通過(guò)光傳感器及行程開(kāi)關(guān)來(lái)感測(cè)地面與四周的情況，來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)其行走全自動(dòng)地板磚粘貼檢查機(jī)器人。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的由機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成，機(jī)械系統(tǒng)與控制系統(tǒng)連接，其中機(jī)械系統(tǒng)包括底板、敲擊機(jī)構(gòu)、換向機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)及標(biāo)示機(jī)構(gòu)所組成，行走機(jī)構(gòu)設(shè)置在底板下表面，敲擊機(jī)構(gòu)和換向機(jī)構(gòu)設(shè)置在底板上，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與換向機(jī)構(gòu)和敲擊機(jī)構(gòu)連接，標(biāo)示機(jī)構(gòu)與控制系統(tǒng)連接；所述的控制系統(tǒng)包括曲軸動(dòng)力電機(jī)、后輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)、聲音傳感器、光電傳感器、信號(hào)處理器、數(shù)據(jù)處理器，曲軸動(dòng)力電機(jī)和后輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，聲音傳感器設(shè)置在敲擊機(jī)構(gòu)上，光電傳感器與數(shù)據(jù)處理器和信號(hào)處理器連接。
全自動(dòng)地板磚檢測(cè)機(jī)器人，進(jìn)入檢測(cè)地點(diǎn)后首先通過(guò)光電傳感器檢測(cè)地板磚縫隙，并根據(jù)縫隙進(jìn)行調(diào)整機(jī)器人的位置，使機(jī)器人位于地板磚中心，此時(shí)后輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，曲軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)通電，進(jìn)行敲擊。敲擊過(guò)程如下⊙→主敲擊機(jī)構(gòu)敲擊1點(diǎn)→副敲擊機(jī)構(gòu)敲擊2點(diǎn)→副敲擊機(jī)構(gòu)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90→主敲擊機(jī)構(gòu)敲擊1點(diǎn)→副敲擊機(jī)構(gòu)敲擊2點(diǎn)→副敲擊機(jī)構(gòu)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度→主敲擊機(jī)構(gòu)敲擊1點(diǎn)→副敲擊機(jī)構(gòu)敲擊2點(diǎn)→副敲擊機(jī)構(gòu)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度→主敲擊機(jī)構(gòu)敲擊1點(diǎn)→副敲擊機(jī)構(gòu)敲擊2點(diǎn)→副敲擊機(jī)構(gòu)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度→⊙(完成一個(gè)循環(huán))以上過(guò)程中通過(guò)不完全的換向錐齒輪實(shí)現(xiàn)的。在敲擊過(guò)程中，通過(guò)固定在中桿的聲音傳感器采集敲擊聲音的頻率，經(jīng)過(guò)放大處理后，將此頻率暫存于單片機(jī)中，經(jīng)過(guò)四次敲擊之后，將其余預(yù)定的頻率進(jìn)行比較，從而判斷出是否存在“空鼓”，當(dāng)有時(shí)，單片機(jī)使繼電器得電，從而在此地板磚上做上標(biāo)示。之后，繼續(xù)向前到下一塊地板磚。當(dāng)機(jī)器人行走到墻根時(shí)，整機(jī)后退600MM，旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)前進(jìn)到下一塊磚上，光電傳感器對(duì)準(zhǔn)磚縫，之后停止進(jìn)行檢測(cè)。重復(fù)以上動(dòng)作直至完成檢測(cè)。
本發(fā)明對(duì)地板磚“空鼓”的檢測(cè)，是采用一個(gè)主敲擊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)地板磚中心部位的敲擊和一個(gè)通過(guò)旋轉(zhuǎn)裝置控制的副敲擊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)分別對(duì)周?chē)狞c(diǎn)的敲擊，通過(guò)在敲擊中心桿內(nèi)的聲音傳感器采集的敲擊聲音頻率與預(yù)先設(shè)定的頻率相比較來(lái)檢驗(yàn)是否存在空鼓的。整個(gè)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)、易懂、標(biāo)示的全自動(dòng)，能夠提高監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性，同時(shí)還具有高效、省力等特點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖2是本發(fā)明的主敲擊機(jī)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的聲音檢測(cè)原理圖；圖4是本發(fā)明的聲音頻率比較電路；圖5是本發(fā)明的單片機(jī)檢測(cè)程序框圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施時(shí)的行走路線圖。
其中，1、前萬(wàn)向?qū)л啠?、主敲擊機(jī)構(gòu)定位筒，3、中心筒，4、換向筒，5、外提筒，6、底板，7、驅(qū)動(dòng)輪，8、曲軸動(dòng)力電機(jī)，9、右支架，10、空心軸，11、換向錐齒輪，12、連桿I，13、連桿II，14、連桿III，15、曲軸，16、左支架，17、中心提筒，18、中桿，19、后輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)，20、副敲擊機(jī)構(gòu)定位筒，21、中心桿，22、軸承，23、托圈，24、定位筒蓋，25、電磁鐵，26、彈簧I，27、半環(huán)，28、彈簧II。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)描述。
實(shí)施例如圖1所示，由機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成，機(jī)械系統(tǒng)與控制系統(tǒng)連接，其中機(jī)械系統(tǒng)包括底板、敲擊機(jī)構(gòu)、換向機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)及標(biāo)示機(jī)構(gòu)所組成，行走機(jī)構(gòu)設(shè)置在底板下表面，敲擊機(jī)構(gòu)和換向機(jī)構(gòu)設(shè)置在底板上，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與換向機(jī)構(gòu)和敲擊機(jī)構(gòu)連接，標(biāo)示機(jī)構(gòu)與控制系統(tǒng)連接；所述的控制系統(tǒng)包括曲軸動(dòng)力電機(jī)、后輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)、聲音傳感器、光電傳感器、信號(hào)處理器、數(shù)據(jù)處理器，曲軸動(dòng)力電機(jī)和后輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，聲音傳感器設(shè)置在敲擊機(jī)構(gòu)上，光電傳感器與數(shù)據(jù)處理器和信號(hào)處理器連接。底板6上有五個(gè)大孔是敲擊時(shí)用的，其余的四個(gè)對(duì)稱(chēng)的小孔是安放光傳感器用的，在正前部安有前萬(wàn)向?qū)л?，后部安有左右對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪7，驅(qū)動(dòng)輪7通過(guò)后輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)19驅(qū)動(dòng)，這兩對(duì)電機(jī)是安放在左右兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的支架16、9上，兩支架通過(guò)螺栓固定在底板6上，兩支架上端安裝有曲軸15，曲軸通過(guò)曲軸動(dòng)力電機(jī)8帶動(dòng)，曲軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)8在右側(cè)支架9上。在曲軸15上從左到右，依次裝有主動(dòng)錐齒輪、連桿I 12、連桿II 13、連桿III 14，主動(dòng)錐齒輪與換向齒輪嚙合11；連桿I與連桿III通過(guò)兩個(gè)提耳為外提筒5提供動(dòng)力；連桿II與中心筒3上的提耳相連，從而帶動(dòng)主敲擊機(jī)構(gòu)，中心筒3內(nèi)有主敲擊機(jī)構(gòu)，外部被主敲擊機(jī)構(gòu)定位筒2定位。換向錐齒輪11與空心軸10固連在一起，空心軸通過(guò)細(xì)長(zhǎng)方體條與換向筒4連在一起，換向筒4與中心提筒17外通過(guò)連接板固連在一起，內(nèi)通過(guò)軸承22和托圈23套在中心筒；中心提筒內(nèi)有中桿18，中桿18被副敲擊機(jī)構(gòu)定位筒20定位上下移動(dòng)，中桿18內(nèi)有中心桿21，內(nèi)有聲音傳感器。工作時(shí)，通過(guò)光傳感器采集的信號(hào)傳到處理控制機(jī)構(gòu)，使其行走到地板磚的中央，此時(shí)兩后輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)19停轉(zhuǎn)，曲軸動(dòng)力電機(jī)8開(kāi)始通電，驅(qū)動(dòng)曲軸15旋轉(zhuǎn)，曲軸帶動(dòng)連桿12、13、14，連桿帶動(dòng)主副敲擊機(jī)構(gòu)分別實(shí)現(xiàn)對(duì)中央和四周第一點(diǎn)的敲擊活動(dòng)，之后，剛好主動(dòng)錐齒輪使換向錐齒輪11轉(zhuǎn)動(dòng)一周，并帶動(dòng)換向筒4實(shí)現(xiàn)一次對(duì)副敲擊機(jī)構(gòu)的換向，主、副敲擊機(jī)構(gòu)開(kāi)始對(duì)中心點(diǎn)和第二點(diǎn)敲擊，重復(fù)以上動(dòng)作分別完成中心點(diǎn)和第三、四點(diǎn)敲擊，全部敲擊完成后，做出標(biāo)識(shí)，主軸動(dòng)力電機(jī)8停轉(zhuǎn)，后輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)19開(kāi)始通電，前進(jìn)到下一塊磚進(jìn)行檢測(cè)。
如圖1和圖2所示，敲擊機(jī)構(gòu)又分主敲擊機(jī)構(gòu)和副敲擊機(jī)構(gòu)，其中主敲擊機(jī)構(gòu)是由中桿，電磁鐵25、彈簧I26，定位筒蓋24，半環(huán)27，彈簧II28，定位筒2，中心桿(內(nèi)放有聲音傳感器)構(gòu)成，中心筒頂上焊有連耳，通過(guò)連接銷(xiāo)與連接曲軸的連桿相連，內(nèi)部與中桿上部大端形成螺紋連接，中桿上部大端內(nèi)放有電磁鐵，中桿下部西端外接有定位筒，末端有半環(huán)，定位筒用螺釘固定在定位筒上，中桿被限制在其中，二者之間可做一定的上下滑動(dòng)但不能滑出，定位筒蓋與中桿大端之間有彈簧I中桿內(nèi)部有中心桿，中線桿可在定位筒內(nèi)上下滑動(dòng)，中心桿與中桿之間有彈簧II。副敲擊機(jī)構(gòu)除與上述主敲擊機(jī)構(gòu)又相同的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)外，還有中心筒、外提筒、換向筒、軸承、托圈共同構(gòu)成。中心筒套在主敲擊機(jī)構(gòu)外，與外提筒組成可以上下移動(dòng)的滑動(dòng)副，外提筒上部焊有兩隊(duì)提耳，提耳通過(guò)連接銷(xiāo)分別與曲軸連桿I、II相連，外提筒外有換向筒通過(guò)下有托圈的軸承相連接，可相互轉(zhuǎn)動(dòng)。
換向機(jī)構(gòu)包括主動(dòng)錐齒輪、換向錐齒輪、軸承、左右支架、空心軸，主動(dòng)錐齒輪被固定在曲軸上，與換向錐齒輪(只有90度內(nèi)有齒)相配合，換向錐齒輪被固定在空心軸上，空心軸通過(guò)軸承連接在左右支架上。且焊接在換向筒頂部的細(xì)長(zhǎng)長(zhǎng)方形條與空心周內(nèi)側(cè)的一個(gè)槽形成垂直方向的移動(dòng)副。
驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括曲軸、連桿(3個(gè))，電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)帶與曲軸相連接，曲軸上從右到左依次裝有主動(dòng)錐齒輪和三個(gè)連桿。
行走機(jī)構(gòu)包括兩后驅(qū)動(dòng)輪及前萬(wàn)向輪，后兩輪由電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)帶直接驅(qū)動(dòng)，通過(guò)控制兩輪的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)。
標(biāo)示機(jī)構(gòu)是由繼電器控制的筆夾。
如圖3、圖4、圖5所示，控制系統(tǒng)主要由曲軸動(dòng)力電機(jī)、后輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)(左右各一個(gè))、兩塊電磁鐵、聲音傳感器、光電傳感器、信號(hào)處理放大部分、數(shù)據(jù)處理運(yùn)算部分等主要部分組成?？偟膩?lái)說(shuō)，曲軸動(dòng)力電機(jī)、后輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)(左右各一個(gè))是輪流通電的。在整體行走時(shí)，曲軸動(dòng)力電機(jī)不通電，而只有后兩輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)(左右各一個(gè))通電。在敲擊時(shí)，只有曲軸動(dòng)力的電機(jī)通電。電磁鐵只有在敲擊時(shí)斷電，其它時(shí)間通電。
行走時(shí)的控制通過(guò)控制兩后輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正反、轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的前進(jìn)轉(zhuǎn)彎。左右輪同時(shí)通相等的正向電壓，機(jī)器人前進(jìn)。通反向電壓，機(jī)器人后腿。通不同的電壓實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的轉(zhuǎn)彎。
全自動(dòng)地板磚檢測(cè)機(jī)器人，進(jìn)入檢測(cè)地點(diǎn)后首先通過(guò)光電傳感器檢測(cè)地板磚縫隙，并根據(jù)縫隙進(jìn)行調(diào)整機(jī)器人的位置，使機(jī)器人位于地板磚中心，此時(shí)后輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，曲軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)通電，進(jìn)行敲擊。敲擊過(guò)程如下⊙→主敲擊機(jī)構(gòu)敲擊1點(diǎn)→副敲擊機(jī)構(gòu)敲擊2點(diǎn)→副敲擊機(jī)構(gòu)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90→主敲擊機(jī)構(gòu)敲擊1點(diǎn)→副敲擊機(jī)構(gòu)敲擊2點(diǎn)→副敲擊機(jī)構(gòu)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度→主敲擊機(jī)構(gòu)敲擊1點(diǎn)→副敲擊機(jī)構(gòu)敲擊2點(diǎn)→副敲擊機(jī)構(gòu)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度→主敲擊機(jī)構(gòu)敲擊1點(diǎn)→副敲擊機(jī)構(gòu)敲擊2點(diǎn)→副敲擊機(jī)構(gòu)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度→⊙(完成一個(gè)循環(huán))以上過(guò)程中通過(guò)不完全的換向錐齒輪實(shí)現(xiàn)的。在敲擊過(guò)程中，通過(guò)固定在中桿的聲音傳感器采集敲擊聲音的頻率，經(jīng)過(guò)放大處理后，將此頻率暫存于單片機(jī)中，經(jīng)過(guò)四次敲擊之后，將其余預(yù)定的頻率進(jìn)行比較，從而判斷出是否存在“空鼓”，當(dāng)有時(shí)，單片機(jī)使繼電器得電，從而在此地板磚上做上標(biāo)示。之后，繼續(xù)向前到下一塊地板磚。當(dāng)機(jī)器人行走到墻根時(shí)，整機(jī)后退600MM，旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)前進(jìn)到下一塊磚上，光電傳感器對(duì)準(zhǔn)磚縫，之后停止進(jìn)行檢測(cè)。重復(fù)以上動(dòng)作直至完成檢測(cè)。
權(quán)利要求
1.全自動(dòng)地板磚粘貼檢查機(jī)器人，其特征在于，由機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成，機(jī)械系統(tǒng)與控制系統(tǒng)連接，其中機(jī)械系統(tǒng)包括底板、敲擊機(jī)構(gòu)、換向機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)及標(biāo)示機(jī)構(gòu)所組成，行走機(jī)構(gòu)設(shè)置在底板下表面，敲擊機(jī)構(gòu)和換向機(jī)構(gòu)設(shè)置在底板上，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與換向機(jī)構(gòu)和敲擊機(jī)構(gòu)連接，標(biāo)示機(jī)構(gòu)與控制系統(tǒng)連接；所述的控制系統(tǒng)包括曲軸動(dòng)力電機(jī)、后輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)、聲音傳感器、光電傳感器、信號(hào)處理器、數(shù)據(jù)處理器，曲軸動(dòng)力電機(jī)和后輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，聲音傳感器設(shè)置在敲擊機(jī)構(gòu)上，光電傳感器與數(shù)據(jù)處理器和信號(hào)處理器連接；所述的敲擊機(jī)構(gòu)又分主敲擊機(jī)構(gòu)和副敲擊機(jī)構(gòu)，其中主敲擊機(jī)構(gòu)是由中桿、電磁鐵、彈簧I、半環(huán)、彈簧II、定位筒和內(nèi)放有聲音傳感器的中心桿構(gòu)成，中桿上部大端內(nèi)放有電磁鐵，中桿下部外接有定位筒，末端有半環(huán)，定位筒蓋與中桿大端之間有彈簧I，中桿內(nèi)部有中心桿，中心桿與中桿之間有彈簧II；副敲擊機(jī)構(gòu)還有中心筒、外提筒、換向筒、軸承構(gòu)成，中心筒套在主敲擊機(jī)構(gòu)外，外提筒通過(guò)軸承與換向筒連接；所述的換向機(jī)構(gòu)包括主動(dòng)錐齒輪、換向錐齒輪、左右支架、空心軸構(gòu)成，主動(dòng)錐齒輪被固定在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，其與換向錐齒輪相嚙合，換向錐齒輪被固定在空心軸上，空心軸通過(guò)軸承連接在左右支架上；所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由曲軸、電機(jī)和連桿組成，電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)帶與曲軸相連接，曲軸上從右到左依次裝有主動(dòng)錐齒輪和三個(gè)連桿；所述的行走機(jī)構(gòu)由兩后驅(qū)動(dòng)輪及導(dǎo)向輪組成，底板上前端安有一個(gè)導(dǎo)向輪，后端安有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪，其直接與驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連；所述的標(biāo)示機(jī)構(gòu)為由繼電器控制的筆夾。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)地板磚粘貼檢查機(jī)器人，其特征是，所述的信號(hào)處理器為單片機(jī)或PLC。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)地板磚粘貼檢查機(jī)器人，其特征是，所述的數(shù)據(jù)處理器為單片機(jī)或PLC。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)地板磚粘貼檢查機(jī)器人，其特征是，換向錐齒輪在90度范圍內(nèi)有齒。
全文摘要
本發(fā)明是全自動(dòng)地板磚粘貼檢查機(jī)器人，具體地說(shuō)是能獨(dú)立行走并根據(jù)聲音頻率與預(yù)定頻率的比較來(lái)檢查地板磚粘貼質(zhì)量的機(jī)器人。其主要分機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，其中機(jī)械系統(tǒng)主要由敲擊機(jī)構(gòu)、換向機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)及標(biāo)示機(jī)構(gòu)所組成?？刂葡到y(tǒng)通過(guò)各種傳感器采集信號(hào)，進(jìn)行控制。通過(guò)控制系統(tǒng)和適時(shí)地用光電傳感器來(lái)檢測(cè)地面和墻壁的來(lái)控制機(jī)器人，使其按一定的路線行走，機(jī)器人停止行走。主副敲擊系統(tǒng)開(kāi)始敲擊地板磚，每次敲完之后機(jī)器人旋轉(zhuǎn)90度之后再同時(shí)進(jìn)行下一次的敲擊，四次后完成一塊地板磚的監(jiān)測(cè)，向下一塊地板磚前進(jìn)。行走、檢測(cè)、標(biāo)示均全自動(dòng)，提高檢測(cè)了的準(zhǔn)確性，同時(shí)還具有高效、省力等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B25J19/00GK101028711SQ20071001402
公開(kāi)日2007年9月5日 申請(qǐng)日期2007年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月23日
發(fā)明者付希之, 于復(fù)生, 孟祥雷, 沈孝芹, 趙文波, 李巍 申請(qǐng)人:付希之