專利名稱：全自動地板磚粘貼檢查機器人的制作方法
技術領域：
本實用新型是全自動地板磚粘貼檢査機器人，具體地說是能獨立行走并根據聲音頻率與 預定頻率的比較來檢査地板磚粘貼質量的機器人。
技術背景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。但隨之 而來的"空鼓"問題，成了影響裝飾工程質量的主要因素。其常常發(fā)生，甚至還很嚴重。而 此，現在主要靠人力檢査，存在著工作量、誤差大等問題。因此，需要一種能夠快速、準確 的檢測"空鼓"的裝置，但目前尚未見到。 發(fā)明內容針對上述現有檢測技術的不足，本實實用新型通過聲音傳感器采集敲擊地板磚是產生的 聲音頻率和預定的頻率作比較，來檢査"空鼓"并作出標示同時通過光傳感器及行程開關來感測地面與四周的情況，來自動調節(jié)其行走全自動地板磚粘貼檢査機器人。本實用新型是通過以下技術方案實現的由機械系統和控制系統組成，機械系統與控制 系統連接，其中機械系統包括底板、敲擊機構、換向機構、驅動機構、行走機構及標示機構 所組成，行走機構設置在底板下表面，敲擊機構和換向機構設置在底板上，驅動機構與換向 機構和敲擊機構連接，標示機構與控制系統連接；所述的控制系統包括曲軸動力電機、后輪 驅動電機、聲音傳感器、光電傳感器、信號處理器、數據處理器，曲軸動力電機和后輪驅動 電機與驅動機構連接，聲音傳感器設置在敲擊機構上，光電傳感器與數據處理器和信號處理 器連接。全自動地板磚檢測機器人，進入檢測地點后首先通過光電傳^檢測地板磚縫隙，并根 據縫隙進行調整機器人的位置，使機器人位于地板磚中心，此時后輪驅動電機停止轉動，曲 軸驅動電機通電，進行敲擊。敲擊過程如下GX^主敲擊機構敲擊1點—副敲擊機構敲擊2點—副敲擊機構逆時針旋轉90 +主敲擊機構敲擊1點"^副敲擊機構敲擊2點~>副敲擊機構逆時針旋轉90度 .主敲擊機構敲擊l點—副敲擊機構敲擊2點—副敲擊機構逆時針旋轉90度 .主敲擊機構敲擊1點_—副敲擊機構敲擊2點_+副敲擊機構逆時針旋轉90度 ~~-〇(完成一個循環(huán))以上過程中通過不完全的換向錐齒輪實現的。在敲擊過程中，通過固定在中桿的聲音傳 感器采集敲擊聲音的頻率，經過放大處理后，將此頻率暫存于單片機中，經過四次敲擊之后， 將其余預定的頻率進行比較，從而判斷出是否存在"空鼓"，當有時，單片機使繼電器得電， 從而在此地板磚上做上標示。之后，繼續(xù)向前到下一塊地板磚。當機器人行走到墻根時，整 機后退600MM ,旋轉旋轉前進到下一塊磚上，光電傳感器對準磚縫，之后停止進行檢測。重
復以上動作直至完成檢測。本實用新型對地板磚"空鼓"的檢測，是采用一個主敲擊機構實現對地板磚中心部位的 敲擊和一個通過旋轉裝置控制的副敲擊機構實現分別對周圍四點的敲擊，通過在敲擊中心桿 內的聲音傳感器采集的敲擊聲音頻率與預先設定的頻率相比較來檢驗是否存在空鼓的。整個 過程中實現了監(jiān)測、易懂、標示的全自動，能夠提高監(jiān)測的準確性，同時還具有高效、省力等特點。


圖1為本實用新型的結構原理示意圖； 圖2是本實用新型的主敲擊機構示意圖； 圖3是本實用新型的聲音檢測原理圖； 圖4是本實用新型的聲音頻率比較電路； 圖5是本實用新型的單片機檢測程序框圖；圖6是本實用新型實施時的行走路線圖。其中，1、前萬向導輪，2、主敲擊機構定位筒，3、中心筒，4、換向簡，5、外提筒，6、 底板，7、驅動輪，8、曲軸動力電機，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、后輪驅動電機，20、副敲擊機構定位筒，21、中心桿，22、軸承，23、托圏，24、定位筒蓋， 25、電磁鐵，26、彈簧I, 27、半環(huán)，28、彈簧II。
具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步詳細描述。實施例如圖1所示，由機械系統和控制系統組成，機械系統與控制系統連接，其中機 械系統包括底板、敲擊機構、換向機構、驅動機構、行走機構及標示機構所組成，行走機構 設置在底板下表面，敲擊機構和換向機構設置在底板上，驅動機構與換向機構和敲擊機構連 接，標示機構與控制系統連接；所述的控制系統包括曲軸動力電機、后輪驅動電機、聲音傳 感器、光電傳感器、信號處理器、數據處理器，曲軸動力電機和后輪驅動電機與驅動機構連 接，聲音傳感器設置在敲擊機構上，光電傳感器與數據處理器和信號處理器連接。底板6上 有五個大孔是敲擊時用的，其余的四個對稱的小孔是安放光傳感器用的，在正前部安有前萬 向導輪l，后部安有左右對稱的兩個驅動輪7，驅動輪7通過后輪驅動電機19驅動，這兩對 電機是安放在左右兩個對稱的支架16、 9上，兩支架通過螺栓固定在底板6上，兩支架上端 安裝有曲軸15，曲軸通過曲軸動力電機8帶動，曲軸驅動電機8在右側支架9上。在曲軸15 上從左到右，儂次裝有主動錐齒輪、連桿I 12、連桿II 13、連桿III M,主動錐齒輪與換 向齒輪嚙合11;連桿I與連桿III通過兩個提耳為外提筒5提供動力；連桿II與中心筒3 上的提耳相連，從而帶動主敲擊機構，中心筒3內有主敲擊機構，外部被主敲擊機構定位筒2定位。換向錐齒輪11與空心軸10固連在一起，空心軸通過細長方體條與換向筒4連在一 起，換向筒4與中心提筒17外通過連接板固連在一起，內通過軸承22和托圈23套在中心 筒；中心提筒內有中桿18，中桿18被副敲擊機構定位筒20定位上下移動，中桿18內有中 心桿21，內有聲音傳感器。工作時，通過光傳感器采集的信號傳到處理控制機構，使其行走 到地板磚的中央，此時兩后輪驅動電機19停轉，曲軸動力電機8開始通電，驅動曲軸15旋 轉，曲軸帶動連桿12、 13、 14，連桿帶動主副敲擊機構分別實現對中央和四周第一點的敲擊 活動，之后，剛好主動錐齒輪使換向錐齒輪ll轉動一周，并帶動換向筒4實現一次對副敲擊 機構的換向，主、副敲擊機構開始對中心點和第二點敲擊，重復以上動作分別完成中心點和 第三、四點敲擊，全部敲擊完成后，做出標識，主軸動力電機8停轉，后輪驅動電機19開始 通電，前進到下一塊磚進行檢測。如圖1和圖2所示，敲擊機構又分主敲擊機構和副敲擊機構，其中主敲擊機構是由中桿， 電磁鐵25、彈簧126，定位筒蓋24，半環(huán)27，彈簧1128，定位筒2，中心桿(內放有聲音傳 感器)構成，中心筒頂上焊有連耳，通過連接銷與連接曲軸的連桿相連，內部與中桿上部大 端形成蠊紋連接，中桿上部大端內放有電磁鐵，中桿下部西端外接有定位筒，末端有半環(huán)， 定位簡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但不能滑 出，定位筒蓋與中桿大端之間有彈簧I中桿內部有中心桿，中線桿可在定位筒內上下滑動， 中心桿與中桿之間有彈簧II。副敲擊機構:除與上述主敲擊機構又相同的機構設計外，還有 中心筒、外提筒、換向筒、軸承、托圈共同構成。中心筒套在主敲擊機構外，與外提筒組成 可以上下移動的滑動副，外提筒上部焊有兩隊提耳，提耳通過連接銷分別與曲軸連桿I、 II 相連，外提筒外有換向筒通過下有托圈的軸承相連接，可相互轉動。換向機構包括主動錐齒輪、換向錐齒輪、軸承、左右支架、空心軸，主動錐齒輪被固定 在曲軸上，與換向錐齒輪(只有90度內有齒)相配合，換向錐齒輪被固定在空心軸上，空心 軸通過軸承連接在左右支架上。且焊接在換向筒頂部的細長長方形條與空心周內側的一個槽 形成垂直方向的移動副。驅動機構包括曲軸、連桿(3個)，電機通過傳動帶與曲軸相連接，曲軸上從右到左依次 裝有主動錐齒輪和三個連桿。行走機構包括兩后驅動輪及前萬向輪，后兩輪由電機通過傳動帶直接驅動，通過控制兩 輪的轉速實現各種運動。標示機構是由繼電器控制的筆夾。如圖3、圖4、圖5所示，控制系統主要由曲軸動力電機、后輪驅動電機(左右各一個)、 兩塊電磁鐵、聲音傳感器、光電傳感器、信號處理放大部分、數據處理運算部分等主要部分 組成?？偟膩碚f，曲軸動力電機、后輪驅動電機(左右各一個)是輪流通電的。在整體行走 時，曲軸動力電機不通電，而只有后兩輪驅動電機(左右各一個)通電。在敲擊時，只有曲 軸動力的電機通電。電磁鐵只有在敲擊時斷電，其它時間通電。
行走時的控制通過控制兩后輪驅動電機的正反、轉速來實現機器人的前進轉彎。左右輪 同時通相等的正向電壓，機器人前進。通反向電壓，機器人后腿。通不同的電壓實現機器人 的轉彎。全自動地板磚檢測機器人，進入檢測地點后首先通過光電傳感器檢測地板磚縫隙，并根 據縫隙進行調整機器人的位置，使機器人位于地板磚中心，此時后輪驅動電機停止轉動，曲 軸驅動電機通電，進行敲擊。敲擊過程如下0_>主敲擊機構敲擊1點—副敲擊機構敲擊2點—副敲擊機構逆時針旋轉90 主敲擊機構敲擊1點一嶠j敲擊機構敲擊2點—副敲擊機構逆時針旋轉90度 —主敲擊機構敲擊1點—副敲擊機構敲擊2點—副敲擊機構逆時針旋轉90度 ~>主敲擊機構敲擊1點~*副敲擊機構敲擊2點—副敲擊機構逆時針旋轉90度 ——(完成一個循環(huán))以上過程中通過不完全的換向錐齒輪實現的。在敲擊過程中，通過固定在中桿的聲音傳 感器采集敲擊聲音的頻率，經過放大處理后，將此頻率暫存于單片機中，經過四次敲擊之后， 將其余預定的頻率進行比較，從而判斷出是否存在"空鼓"，當有時，單片機使繼電器得電， 從而在此地板磚上做上標示。之后，繼續(xù)向前到下一塊地板磚。當機器人行走到堉根時，整 機后退600MM ,旋轉旋轉前進到下一塊磚上，光電傳感器對準磚縫，之后停止進行檢測。重 復以上動作直至完成檢測。
權利要求1.全自動地板磚粘貼檢查機器人，其特征在于，由機械系統和控制系統組成，機械系統與控制系統連接，其中機械系統包括底板、敲擊機構、換向機構、驅動機構、行走機構及標示機構所組成，行走機構設置在底板下表面，敲擊機構和換向機構設置在底板上，驅動機構與換向機構和敲擊機構連接，標示機構與控制系統連接；所述的控制系統包括曲軸動力電機、后輪驅動電機、聲音傳感器、光電傳感器、信號處理器、數據處理器，曲軸動力電機和后輪驅動電機與驅動機構連接，聲音傳感器設置在敲擊機構上，光電傳感器與數據處理器和信號處理器連接；所述的敲擊機構又分主敲擊機構和副敲擊機構，其中主敲擊機構是由中桿、電磁鐵、彈簧I、半環(huán)、彈簧II、定位筒和內放有聲音傳感器的中心桿構成，中桿上部大端內放有電磁鐵，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，中桿內部有中心桿，中心桿與中桿之間有彈簧II；副敲擊機構還有中心筒、外提筒、換向筒、軸承構成，中心筒套在主敲擊機構外，外提筒通過軸承與換向筒連接所述的換向機構包括主動錐齒輪、換向錐齒輪、左右支架、空心軸構成，主動錐齒輪被固定在驅動機構上，其與換向錐齒輪相嚙合，換向錐齒輪被固定在空心軸上，空心軸通過軸承連接在左右支架上；所述的驅動機構由曲軸、電機和連桿組成，電機通過傳動帶與曲軸相連接，曲軸上從右到左依次裝有主動錐齒輪和三個連桿；所述的行走機構由兩后驅動輪及導向輪組成，底板上前端安有一個導向輪，后端安有兩個驅動輪，其直接與驅動電機相連；所述的標示機構為由繼電器控制的筆夾。
2. 根據權利要求l所述的全自動地板磚粘貼檢査機器人，其特征是，所述的信號處理器為單 片機或PLC。
3、 根據權利要求l所述的全自動地板磚粘貼檢査機器人，其特征是，所述的數據處理器為單 片機或PLC。
4、 根據權利要求l所述的全自動地板磚粘貼檢査機器人，其特fE是，換向錐齒輪在90度范 圍內有齒。
專利摘要本實用新型是全自動地板磚粘貼檢查機器人，具體地說是能獨立行走并根據聲音頻率與預定頻率的比較來檢查地板磚粘貼質量的機器人。其主要分機械系統和控制系統，其中機械系統主要由敲擊機構、換向機構、驅動機構、行走機構及標示機構所組成?？刂葡到y通過各種傳感器采集信號，進行控制。通過控制系統和適時地用光電傳感器來檢測地面和墻壁的來控制機器人，使其按一定的路線行走，機器人停止行走。主副敲擊系統開始敲擊地板磚，每次敲完之后機器人旋轉90度之后再同時進行下一次的敲擊，四次后完成一塊地板磚的監(jiān)測，向下一塊地板磚前進。行走、檢測、標示均全自動，提高檢測了的準確性，同時還具有高效、省力等特點。
文檔編號G01N29/34GK201016965SQ20072001984
公開日2008年2月6日 申請日期2007年3月23日 優(yōu)先權日2007年3月23日
發(fā)明者于復生, 付希之, 孟祥雷, 巍 李, 沈孝芹, 趙文波 申請人:付希之