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原文传递一种曲面移动吸附加工机器人及其吸附工作方法

专利名称：	一种曲面移动吸附加工机器人及其吸附工作方法
摘要：	本发明公开了一种曲面移动吸附加工机器人及其吸附工作方法，属于工业机器人技术领域，机器人包括全向移动模块、位置调整模块、柔顺吸附模块、底盘机架和加工执行器。柔顺吸附模块包括三个柔顺吸附腔，通过位置调整模块连接在底盘机架上，可调节柔顺吸附腔与被吸附表面的位置，为机器人提供吸附能力；全向移动模块与加工执行器固连在底盘机架上，为机器人提供全向移动能力和加工能力。本发明能吸附于大型复杂构件的自由曲面表面，实现了机器人的主动吸附、自主运动和加工作业功能，体积较小，负载较大，适用曲面范围广泛，结构简单，易于制造。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	华中科技大学
发明人：	陶波;顾振峰;龚泽宇;石颖;李可怡
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-23T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-06T00:00:00+0800
申请号：	CN201910431640.0
公开号：	CN110203296A
代理机构：	华中科技大学专利中心
代理人：	李智;曹葆青
分类号：	B62D57/024(2006.01);B;B62;B62D;B62D57
申请人地址：	430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号
主权项：	1.一种曲面移动吸附加工机器人，其特征在于，包括全向移动模块、位置调整模块(2)、柔顺吸附模块、底盘机架(4)和加工执行器(5)，其中，所述全向移动模块包括三个周向均布的轮组(1)，每个轮组(1)固定连接在所述底盘机架(4)上；所述柔顺吸附模块包括三个柔顺吸附腔(3)，所述三个柔顺吸附腔(3)分别布置在三个所述轮组(1)的两两之间；所述位置调整模块(2)与每个柔顺吸附腔(3)的上表面连接，并与所述底盘机架(4)固连；所述位置调整模块(2)用于调整柔顺吸附腔(3)与被吸附面的距离，实现柔顺吸附腔(3)对自由曲面变化的主动顺应；所述加工执行器(5)从上到下穿过机器人的中心，固连在所述底盘机架(4)上。 2.根据权利要求1所述的一种曲面移动吸附加工机器人，其特征在于，所述柔顺吸附腔(3)自上至下依次包括离心风机(3.1)、柔性通风管道(3.3)、吸附腔上板(3.4)和吸附腔侧壁(3.5)，其中，所述离心风机(3.1)固连在所述底盘机架(4)上；所述柔性通风管道(3.3)能够上下伸缩，其上端与所述离心风机(3.1)的出气端周向密封连接且连接处内部连通；其下端固连在所述吸附腔上板(3.4)的上面，且连接处的圆周密封，连接处的圆周内部的吸附腔上板(3.4)上设有通孔；所述吸附腔侧壁(3.5)为密封连接于所述吸附腔上板(3.4)下面周边的折叠结构，具备法向柔顺变形能力和切向抗压能力，能够承受较大负压，实现所述柔顺吸附模块对曲面变化的被动顺应。 3.根据权利要求2所述的一种曲面移动吸附加工机器人，其特征在于，所述吸附腔侧壁(3.5)是由尼龙布和多层柔性PVC板连接组成的折叠结构，所述多层柔性PVC板均粘接在所述尼龙布内部；最下层柔性PVC板及其周围的尼龙布在所述吸附腔侧壁(3.5)吸附在被吸附表面上发生文丘里效应时形成密封的空腔。 4.根据权利要求2所述的一种曲面移动吸附加工机器人，其特征在于，所述柔顺吸附腔(3)还包括风机固定板(3.2)，所述离心风机(3.1)通过所述风机固定板(3.2)固连在所述底盘机架(4)上。 5.根据权利要求1或2所述的一种曲面移动吸附加工机器人，其特征在于，所述柔顺吸附腔(3)还包括真空传感器(3.6)，所述真空传感器(3.6)用于检测所述柔顺吸附腔(3)内部的真空度。 6.根据权利要求2所述的一种曲面移动吸附加工机器人，其特征在于，所述位置调整模块(2)包括多个气缸，每个柔顺吸附腔(3)的吸附腔上板(3.4)至少连接一个气缸，气缸的伸缩杆一端固连在吸附腔上板(3.4)上面，气缸的非伸缩杆部分固连在所述底盘机架(4)上。 7.根据权利要求1或2所述的一种曲面移动吸附加工机器人，其特征在于，所述轮组(1)包括电机(1.1)、减速器(1.2)和全向轮(1.8)，所述电机(1.1)用于通过所述减速器(1.2)驱动所述全向轮(1.8)运动；三个所述轮组(1)的全向轮(1.8)利用三点构成平面的原理，实现对曲面变化的被动顺应和在曲面表面的三自由度全向移动。 8.根据权利要求1或2所述的一种曲面移动吸附加工机器人，其特征在于，所述加工执行器(5)上安装加工工具，用于执行加工操作。 9.根据权利要求7所述的一种曲面移动吸附加工机器人，其特征在于，所述加工工具包括钻头、磨头和/或焊枪。 10.基于权利要求1-9任一所述机器人的吸附工作方法，其特征在于，首先由位置调整模块下压柔顺吸附模块，在柔顺吸附模块的柔顺吸附腔(3)内部形成负压，利用吸附腔侧壁(3.5)下边沿发生的文丘里效应，使柔顺吸附模块稳定可靠吸附在被吸附表面上，然后利用位置调整模块沿曲面法向调整柔顺吸附模块的每个柔顺吸附腔(3)的位置，将柔顺吸附腔(3)上的大气压力传递至所述底盘机架(4)，使整个机器人稳定可靠吸附在被吸附表面上。
所属类别：	发明专利