[發明專利]一種可定位并操作目標物的多軌機器人及其控制方法

無效

• 申請號: 201210431392.8
• 申請日: 2012-11-01
• 公開（公告）號: CN102909721A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 李木
• 申請（專利權）人: 李木
• 主分類號: B25J5/02
• 分類號: B25J5/02;B25J13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種可定位并操作目標物的多軌機器人，其特征在于包括中控部分、超聲發射單元、受控單元、機器手、滑軌、電動滑輪，受控單元置于目標物內部或固定于目標物表面，機器手借助安裝于基部的電動滑輪，可沿安裝于天花板、墻壁、地面或其它平面上的滑軌移動，機器手、超聲發射單元、電動滑輪分別與中控部分電氣連接。

2.根據權利要求1所述的一種可定位并操作目標物的多軌機器人，其特征在于中控部分包含微處理器和微控制器中的一種或多種。

3.根據權利要求2所述的一種可定位并操作目標物的多軌機器人，其特征在于中控部分與受控單元之間可進行無線通信，無線通信的方式包括但不限于紅外通信、藍牙通信、射頻通信中的一種或多種，無線通信的內容包括但不限于系統的時鐘同步信號、受控單元的實時測量數據。

4.根據權利要求3所述的一種可定位并操作目標物的多軌機器人，其特征在于每個超聲發射單元內部集成了多個超聲發射裝置，這些超聲發射裝置同時發射的超聲信號覆蓋系統要求的控制區域，本發明包括三個或三個以上的超聲發射單元，這些超聲發射單元被固定在空間的不同位置，并且至少有一個超聲發射單元與其余超聲發射單元在三維空間不共線，不同的超聲發射單元經過固定的時間間隔相繼發射超聲信號，受控單元、機器手都包含超聲信號接收部件，接收超聲信號后根據接收時間計算自身位置并分別發給中控部分。

5.根據權利要求4所述的一種可定位并操作目標物的多軌機器人，其特征在于機器手采用可伸縮式、可旋轉式、具有一個或一個以上自由度三種設計方式中的一種或多種，在中控部分的指令下，可通過電動滑輪，沿安裝于天花板、墻壁、地面或其它平面上的滑軌移動，并在一定范圍內的三維空間內定位、移動或操作目標物。

6.根據權利要求5所述的一種可定位并操作目標物的多軌機器人，其特征在于受控單元包含微處理器和微控制器中的一種或多種。

7.根據權利要求6所述的一種可定位并操作目標物的多軌機器人，其特征在于兩根或兩根以上滑軌平行固定于天花板、墻壁、地面或其它平面上，這些互相平行的滑軌暫時稱為X軸滑軌，另有一根或互相平行的多根滑軌（這里暫時稱為Y軸滑軌），在與X軸滑軌垂直的方向，通過電動滑輪附著在X軸滑軌上，并可沿X軸滑軌在X軸方向上往復滑動；機器手通過電動滑輪附著在Y軸滑軌上，機器手可在與X軸、Y軸所在平面的垂直方向，即Z軸方向，通過可伸縮、具有一個或一個以上自由度、可旋轉三種特質中的一種或多種實現伸縮或擺動，這樣，在主控部分的控制下，機器手可在一定范圍內的三維空間內定位、移動或操作目標物。

8.根據權利要求1～權利要求7所述的一種可定位并操作目標物的多軌機器人，其特征在于受控單元包含儲能電池以及接觸式充電接口，在受控單元所對應的目標物閑置時，機器手在中控部分的控制下，可移動其至指定充電區域與充電電極可靠接觸，進行電能補充，所采用的儲能電池類型包括但不限于鎳氫電池、鋰電池、鐵鋰電池、鉛酸蓄電池、液流儲能電池、飛輪儲能電池，接觸式充電接口與中控部分電氣連接。

9.根據權利要求1～權利要求7所述的一種可定位并操作目標物的多軌機器人，其特征在于包含儲能電池以及充電線圈，儲能電池類型包括但不限于鎳氫電池、鋰電池、鐵鋰電池、鉛酸蓄電池、液流儲能電池、飛輪儲能電池，充電線圈與中控部分電氣連接，中控部分通過電力電子開關器件對充電線圈的電壓波形進行脈沖寬度調制，受控單元部分包含的受電感應線圈，在靠近充電線圈的一定范圍內，可通過電磁感應為受控單元內部蓄電池充電。

10.根據權利要求1～權利要求7所述的一種可定位并操作目標物的多軌機器人，其特征在于定位算法中采用極坐標系、直角坐標系中的一種或兩種，在采用兩種坐標系相結合進行計算分析的情況，定位參數可在兩種坐標系之間轉化，便于機器人的運動控制。