[發明專利]無導軌全位置行走光電實時跟蹤特種機器人

無效

• 申請號: 00107432.6
• 申請日: 2000-05-12
• 公開（公告）號: CN1323678A
• 公開（公告）日: 2001-11-28
• 發明（設計）人: 蔣力培;吳忠憲;焦向東;薛龍;馬宏澤
• 申請（專利權）人: 中國石化集團第十建設公司;北京石油化工學院
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00
• 代理公司: 小松專利事務所
• 代理人: 陳祚齡

本發明涉及一種無導軌全位置行走光電實時跟蹤裝置。

隨著我國工業的大發展，無論在民用和軍用方面需要實時跟蹤無人自動作業的地方非常廣泛，其工作量成倍增長，例如巨大的貯氣罐、貯油罐、各類長距離輸送管道、薄殼建筑、核工業設施、航天航空工業外場設施、密閉管道內長距離工件的輸送，探傷、檢測、噴漆、焊接，軍事上的特殊用途等等，迫切需要智能型的實時跟蹤無人自動化行走裝置。

就球罐焊接而言目前國內外無論在手工焊接或者機械化焊接時都要依靠焊接工人密切注視焊縫熔池，不斷調節焊槍的傳統操作方式。又由于在野外施工時工作環境惡劣，這種傳統操作方式的勞動強度大，技術難度高已造成焊工培養困難，流失嚴重等問題。國內使用的自動化焊接裝置必須有導軌支持及人工跟蹤焊縫，如美國的BUG-O型焊車和加拿大的GULLO?OSCILLATOR型焊接車均為導軌式焊車，焊前需煩雜的導軌安裝，焊接時需焊接工人實時調節對中焊縫，因此仍急需解決無導軌真能全位置自動跟蹤不同形式和參數焊縫的自適應控制問題。本發明申請人于1998年生產出了記憶跟蹤式自動弧焊車(專利號98202799.0)在使用中取得了很多經驗和對產品改進的啟示，也為全面解決上述問題準備了基礎，以備實現真正意義上的全位置自動化的作業裝置。

本發明的目的在于針對上述民用和軍事工業的需求，提供一種無導軌全位置行走光電實時跟蹤特種機器人。

本發明是通過以下技術方案來實現的：

一種無導軌全位置行走光電實時跟蹤特種機器人，由行走機構和光電實時跟蹤系統兩大部分組成，其行走機構采用柔性磁輪車式結構的行走車體(1)，而光電實時跟蹤系統，由CCD1傳感器(2)、CCD2傳感器(7)、工作頭高度傳感器(9)、PLC控制系統箱(3)、橫向跟蹤執行機構(4)、縱向跟蹤執行機構(5)、擺動機構(6)和工作頭(8)組成。

行走車體(1)，車體左右各裝有一對磁輪(102)，每對磁輪(102)各自由電動機(103)通過減速器(104)進行驅動。

CCD1傳感器(2)連接在車體主板(101)上，橫向跟蹤執行機構(4)通過底座與與車體主板(101)連接，CCD2傳感器(7)和縱向跟蹤執行機構(5)連接在橫向跟蹤執行機構(4)的移動滑塊(401)上。

擺動機構(6)和工作頭高度傳感器(9)通過其底座與縱向跟蹤執行機構(5)的移動滑塊固定連接，擺動機構(6)的移動滑塊與工作頭(8)相連接。

微機智能控制系統以微機實時控制器為核心，其外圍主要有人機接口、行走車體直流驅動電路、步進電機控制驅動電路、CCD傳感器信號檢測與處理電路。

本發明具有以下優點和效果：

1．本發明不需導軌支持，通過磁輪吸附在工件表面上能沿工作表面進行360°的全位置的自動行走，能進行各種空間位置的多道、多層、直線和曲線焊縫的自動焊接，能進行切割、探傷、檢測、傳送、噴漆等工作，不需人工跟蹤，行走車體車速為0～80cm/min，由于采用了柔性機構，行走具有一定的穿越障礙的能力；

2．完全實現了全位置行走光電實時跟蹤，本發明軌跡跟蹤精度為±0.5mm，高度跟蹤精度為±1.0mm；

3．本發明可使工作頭實現多種擺動方式，擺幅范圍為±25mm，擺動重復精度為0.5mm；

4．本發明研制的微機智能控制系統結構緊湊，模塊化，集成度高，軟件設計模塊化，可靠性高，系統軟件能根據控制盒面板上各旋鈕、開關的設定值來綜合協調控制各機構的運行動作。

5．本發明可用于石油化工、建筑、航空航天、核工業、造船、冶金等工程，稍加改動還可用于軍事用途；

6．本發明根據工作性質和工作環境的需求，可將本發明小型化、微型化，因此它的用途會更廣泛。

附圖的圖面說明如下：

圖1A為本發明結構原理示意圖的正視圖

圖1B為本發明結構原理示意圖的側視圖

圖2A為本發明實施例工作情況立體示意圖

圖2B為本發明實施例工作情況立體示意圖的仰視圖

圖3為本發明微機智能控制系統組成框圖

圖4為本發明行走車體直流驅動電路框圖

圖5為本發明步進電機控制驅動電路框圖

圖6為本發明CCD傳感器信號檢測與處理電路

圖7為本發明微機智能控制系統工作流程圖

下面結合附圖和實施例作進一步說明：