吸附機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】一種吸附機(jī)器人，包括機(jī)器人本體（100），機(jī)器人本體上設(shè)有吸附單元（200）、行走單元（300）、作業(yè)單元（400）和控制單元（500），吸附單元主要包括吸盤和與其相連的風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)抽走吸盤內(nèi)的空氣使其內(nèi)部形成負(fù)壓，從而使吸盤吸附在待作業(yè)表面上，在控制單元的控制下，吸附機(jī)器人通過(guò)行走單元在待作業(yè)表面上行走作業(yè)，所述風(fēng)機(jī)的電流輸入端設(shè)有電流傳感器（600），所述控制單元接收電流傳感器檢測(cè)到的電流信息，判斷吸盤處于真空狀態(tài)或漏氣狀態(tài)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，判斷準(zhǔn)確靈敏。
【專利說(shuō)明】吸附機(jī)器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種吸附機(jī)器人，屬于小家電制造【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的機(jī)器人種類繁多，無(wú)論是在水平面上自移動(dòng)行走作業(yè)的機(jī)器人，亦或是在豎直面上吸附作業(yè)的機(jī)器人，都以其體積小巧、動(dòng)作靈活得到廣泛的應(yīng)用。相對(duì)于在水平面上行走作業(yè)的機(jī)器人來(lái)說(shuō)，吸附機(jī)器人在作業(yè)過(guò)程中的安全穩(wěn)定性就更需要得到重視?，F(xiàn)有吸附機(jī)器人上的吸附裝置通常為吸盤，一旦由于被吸附表面自身存在的缺陷，比如裂紋等問(wèn)題，或殘留在被吸附表面上的污物造成吸盤在局部或全部發(fā)生漏氣時(shí)，很容易導(dǎo)致吸附機(jī)器人喪失吸附能力而產(chǎn)生掉落。因此，需要一種能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)吸盤是否發(fā)生漏氣的感測(cè)裝置，在吸附機(jī)器人的作業(yè)過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)吸盤的吸附狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題即可報(bào)警提醒或控制采取相應(yīng)的改善措施。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種吸附機(jī)器人，在其風(fēng)機(jī)的電流輸入端設(shè)有電流傳感器，所述電流傳感器將檢測(cè)到的電流信息反饋給控制單元，控制單元依據(jù)該電流信息判斷吸盤處于真空狀態(tài)或漏氣狀態(tài)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，判斷準(zhǔn)確靈敏。
[0004]本實(shí)用新型的所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種吸附機(jī)器人，包括機(jī)器人本體，機(jī)器人本體上設(shè)有吸附單元、行走單元、作業(yè)單元和控制單元，吸附單元主要包括吸盤和與其相連的風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)抽走吸盤內(nèi)的空氣使其內(nèi)部形成負(fù)壓，從而使吸盤吸附在待作業(yè)表面上，在控制單元的控制下，吸附機(jī)器人通過(guò)行走單元在待作業(yè)表面上行走作業(yè)，所述風(fēng)機(jī)的電流輸入端設(shè)有電流傳感器，所述控制單元接收電流傳感器檢測(cè)到的電流信息，判斷吸盤處于真空狀態(tài)或漏氣狀態(tài)。
[0006]所述的電流傳感器包括相連的電流轉(zhuǎn)電壓電路和電壓放大電路，所述電流轉(zhuǎn)電壓電路用于將風(fēng)機(jī)的輸入電流轉(zhuǎn)換成待測(cè)電壓，電壓放大電路將所述待測(cè)電壓放大。
[0007]所述的電流傳感器采用霍爾磁感線性電流檢測(cè)元件。
[0008]所述吸盤真空度大小與電流值的大小成反比。
[0009]所述的吸附機(jī)器人為擦玻璃機(jī)器人或壁面清潔機(jī)器人或拋光機(jī)器人。
[0010]綜上所述，本實(shí)用新型提供一種吸附機(jī)器人，在其風(fēng)機(jī)的電流輸入端設(shè)有電流傳感器，所述電流傳感器將檢測(cè)到的電流信息反饋給控制單元，控制單元依據(jù)該電流信息判斷吸盤處于真空狀態(tài)或漏氣狀態(tài)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，判斷準(zhǔn)確靈敏。
[0011]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型吸附機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)示意圖；[0013]圖2和圖3分別為本實(shí)用新型電路原理圖；
[0014]圖4為本實(shí)用新型檢測(cè)電流與吸盤真空度關(guān)系圖；
[0015]圖5為本實(shí)用新型檢測(cè)電流與氣流流量關(guān)系圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]圖1為本實(shí)用新型吸附機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種吸附機(jī)器人A，包括機(jī)器人本體100，機(jī)器人本體上設(shè)有吸附單元200、行走單元300、作業(yè)單元400和控制單元500。吸附單元主要包括吸盤和與其相連的風(fēng)機(jī)(含驅(qū)動(dòng)電機(jī))，風(fēng)機(jī)抽走吸盤內(nèi)的空氣使其內(nèi)部形成負(fù)壓，從而使吸盤吸附在玻璃表面上。同時(shí)在控制單元的控制下，吸附機(jī)器人通過(guò)行走單元在玻璃表面上行走，控制單元控制作業(yè)單元完成對(duì)玻璃表面的清潔工作。為了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)吸附單元的工作狀態(tài)，在風(fēng)機(jī)的電流輸入端，設(shè)置電流傳感器600，用于檢測(cè)風(fēng)機(jī)輸入電流的大小變化，監(jiān)測(cè)到的電流信息反饋給控制單元，控制單元可以根據(jù)電流傳感器所監(jiān)測(cè)到的信號(hào)變化來(lái)判斷吸盤是否發(fā)生漏氣。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)吸附機(jī)器人開(kāi)始工作后，如果檢測(cè)到風(fēng)機(jī)的輸入電流沒(méi)有變化，則表示吸盤處于正常的抽真空狀態(tài)，如果檢測(cè)到風(fēng)機(jī)的輸入電流增加時(shí)，則表示吸盤已經(jīng)漏氣。所述的吸附機(jī)器人可以包括多個(gè)種類，例如:可以為擦玻璃機(jī)器人或壁面清潔機(jī)器人或拋光機(jī)器人。
[0017]圖2和圖3分別為本實(shí)用新型電路原理圖。如圖2所示，電流傳感器600具體包含電流轉(zhuǎn)電壓電路11和電壓放大電路12。電流轉(zhuǎn)電壓電路包含直接與電機(jī)相連的電阻R6，以及R4與Cl構(gòu)成的濾波電路。假設(shè)風(fēng)機(jī)電機(jī)的輸入電流為10，則R6的電壓為R6*10，設(shè)定R5電阻值非常大。則電流轉(zhuǎn)電壓電路11的輸出到放大電路12的待測(cè)電壓基本等于R6*10。實(shí)際工作時(shí)，可設(shè)定 VCC1=12V, VCC2=3.3V, R5=2M Ω , R4=5.1K Ω , R6=0.01 Ω。電壓放大電路12可以根據(jù)放大倍數(shù)適當(dāng)選擇放大器，較簡(jiǎn)單常用，如圖2中的比較器放大電路，此處不再贅述。假設(shè)電壓放大電路12的放大倍數(shù)為Κ=85，則電流傳感器600最后輸出的電流信息即輸出電壓U0=K*R6*10。反過(guò)來(lái)，控制單元依據(jù)輸出電壓U0、放大倍數(shù)K及電阻R6,直接算出風(fēng)機(jī)電機(jī)的輸入電路10。
[0018]結(jié)合圖2所示，當(dāng)用戶插上電源，切換開(kāi)關(guān)至On狀態(tài)時(shí)，電流傳感器600的輸出電壓U0=K*R6*10，K為電壓放大電路12的放大倍數(shù)，R6為電流轉(zhuǎn)電壓電路11中直接與電機(jī)相連的電阻，IO風(fēng)機(jī)的輸入電流。Imax定義為風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)空載時(shí)輸入電流，此時(shí)吸盤處于完全不密封的狀態(tài)，Λ I定義為電流前后時(shí)刻的變化量，Λ I =(后一時(shí)刻的電流)-(前一時(shí)刻的電流)。還可以定義Λ I到達(dá)某個(gè)閾值時(shí)，則認(rèn)定吸盤漏氣，或者電流I大于某個(gè)閾值時(shí)，則認(rèn)定吸盤漏氣，此時(shí)，I定義為電路當(dāng)前的有效值電流。需要補(bǔ)充說(shuō)明的是，通常當(dāng)風(fēng)機(jī)采用串激式的風(fēng)機(jī)時(shí)，風(fēng)機(jī)空載時(shí)電流最大，定義為Imax,帶負(fù)載時(shí)，即吸盤部分密封，電流減小。吸盤完全密封時(shí)，此時(shí)風(fēng)機(jī)的輸入電流最小定義為Imin。
[0019]更簡(jiǎn)單的，如圖3所示，電流傳感器600直接采用霍爾磁感線性電流檢測(cè)元件10，并將該霍爾磁感線性電流檢測(cè)元件直接與風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連。當(dāng)用戶插上電源，切換開(kāi)關(guān)信號(hào)至ON狀態(tài)時(shí)，由于霍爾磁感線性電流檢測(cè)元件本身的輸入電流和輸出電壓呈線性關(guān)系，控制單元依據(jù)霍爾磁感線性電流檢測(cè)元件的輸出電壓UO直接計(jì)算出風(fēng)機(jī)的輸入電流。
[0020]本實(shí)用新型設(shè)置在風(fēng)機(jī)電流輸入端的電流傳感器可為單獨(dú)采購(gòu)的電子元器件，直接與控制單元連接。電流傳感器輸出電流信息值，控制單元檢測(cè)到一個(gè)正常工作狀態(tài)下的電流信息值(如電壓放大電路或霍爾磁感線性電流檢測(cè)元件的輸出電壓UO)并作為原始閾值儲(chǔ)存在微處理器中，將其與電流傳感器的實(shí)時(shí)輸出信息值進(jìn)行比對(duì)，如果輸出值大于原始閾值則表明吸盤漏氣。
[0021]圖4為本實(shí)用新型檢測(cè)電流與吸盤真空度關(guān)系圖。如圖4所示，圖中的X坐標(biāo)表示電流I的大小，單位為安培(A)，Y坐標(biāo)表示與該電流I對(duì)應(yīng)的真空度值的大小，單位為千帕(KPa)。圖5為本實(shí)用新型檢測(cè)電流與氣流流量關(guān)系圖，如圖5所示，圖中的X坐標(biāo)也表示電流I的大小，單位為安培(A), Y坐標(biāo)表示與該電流I對(duì)應(yīng)的氣流流量的大小，單位為升/秒(L/S)。很顯然，本實(shí)用新型的工作原理是:風(fēng)機(jī)負(fù)載越大，此時(shí)吸盤密封程度越大，吸盤的真空度越高，則輸入電流越??；反之，風(fēng)機(jī)空載，此時(shí)吸盤密封程度越小，吸盤越漏氣，則風(fēng)機(jī)輸入電流越大。
[0022]綜上所述，本實(shí)用新型提供一種吸附機(jī)器人，在其風(fēng)機(jī)的電流輸入端設(shè)有電流傳感器，所述電流傳感器將檢測(cè)到的電流信息反饋給控制單元，判斷吸盤處于真空狀態(tài)或漏氣狀態(tài)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，判斷準(zhǔn)確靈敏。
【權(quán)利要求】
1.一種吸附機(jī)器人，包括機(jī)器人本體(100)，機(jī)器人本體上設(shè)有吸附單元(200)、行走單元(300)、作業(yè)單元(400)和控制單元(500)，吸附單元主要包括吸盤和與其相連的風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)抽走吸盤內(nèi)的空氣使其內(nèi)部形成負(fù)壓，從而使吸盤吸附在待作業(yè)表面上，在控制單元的控制下，吸附機(jī)器人通過(guò)行走單元在待作業(yè)表面上行走作業(yè)，其特征在于，所述風(fēng)機(jī)的電流輸入端設(shè)有電流傳感器(600)，所述控制單元接收電流傳感器檢測(cè)到的電流信息，判斷吸盤處于真空狀態(tài)或漏氣狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的吸附機(jī)器人，其特征在于，所述的電流傳感器(600)包括相連的電流轉(zhuǎn)電壓電路(11)和電壓放大電路(12)，所述電流轉(zhuǎn)電壓電路(11)用于將風(fēng)機(jī)的輸入電流轉(zhuǎn)換成待測(cè)電壓，電壓放大電路(12)將所述待測(cè)電壓放大。
3.如權(quán)利要求1所述的吸附機(jī)器人，其特征在于，所述的電流傳感器(600)為霍爾磁感線性電流檢測(cè)元件。
4.如權(quán)利要求1所述的吸附機(jī)器人，其特征在于，所述吸盤真空度大小與電流值的大小成反比。
5.如權(quán)利要求1所述的吸附機(jī)器人，其特征在于，所述吸附機(jī)器人為擦玻璃機(jī)器人或壁面清潔機(jī)器人或拋光機(jī)器人。
【文檔編號(hào)】A47L1/02GK203662679SQ201320774217
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】湯進(jìn)舉 申請(qǐng)人:科沃斯機(jī)器人科技(蘇州)有限公司