[发明专利]一种小型移动激光熔覆机器人及修复方法

权利要求书

1.一种小型移动激光熔覆机器人及修复方法，其特征在于：包括激光熔覆头(1)、摄像头(2)、多光谱相机(3)、前履带轮驱动装置(4)、履带(5)、防污挡板(6)、侧面散热窗(7)、面板推拉槽(8)、侧开面板(9)、主控制器(10)、摄像头(11)、双目摄像头(12)、输送管支架(13)、送粉管(14)、激光光纤(15)、水冷管(16)、数据线路管(17)、四自由度机械臂(18)、后履带轮驱动装置(19)、后散热窗(20)、测距装置(21)、机械臂控制主机(22)、水冷主机(23)、激光器(24)、送粉器(25)、UPS电源(26)、散热风扇(27)、激光雷达(28)、升降定位装置(29)、固定盖板(30)、前面板(31)、后面板(32)、激光雷达支架(33)。

2.根据权利要求1所述的一种小型移动激光熔覆机器人及修复方法，其特征在于：所述小型移动激光熔覆机器人移动方式依赖于履带移动结构，机器人两侧安装有履带(5)，由前履带轮驱动装置(4)、后履带轮驱动装置(19)驱动两个主动轮带动履带(5)，履带内部装有四枚从动轮固定履带(5)形状，从动轮轴固定于车体；机器人底部安装有升降定位装置(29)用于修复时四根支撑结构支撑车体，减小加工过程中的震动。

3.根据权利要求1所述的一种小型移动激光熔覆机器人及修复方法，其特征在于：所述小型移动激光熔覆机器人上部分为主体框架，机器人上部分两侧安装有侧开面板(9)，上侧安装固定盖板(30)；两侧侧开面板(9)都设有侧面散热窗(7)以及面板推拉槽(8)；前后装有前面板(31)、后面板(31)；后面板(31)设有后散热窗(20)；固定盖板(30)前端装有输送管支架(13)以及主控制器(10)；输送管支架(13)上装有摄像头(11)、双目摄像头(12)；主控制器(10)上方安装有激光雷达支架(33)，激光雷达支架(33)上装有激光雷达(28)。

4.根据权利要求1所述的一种小型移动激光熔覆机器人及修复方法，其特征在于：所述四自由度机械臂(18)受控于机械臂控制主机(22)，机械臂控制主机(22)连接至主控制器(10)，基于主控制器(10)搭载的ROS系统及摄像头(11)，实时获取机械臂状态获取点云数据，再通过主控制器(10)传输控制信息至机械臂控制主机(22)，进而控制四自由度机械臂(18)工作。

5.根据权利要求1所述的一种小型移动激光熔覆机器人及修复方法，其特征在于：所述摄像头(11)、双目摄像头(12)、激光雷达(28)实时抓取机器人所处环境信息并将数据传输至主控制器(10)。

6.根据权利要求1所述的一种小型移动激光熔覆机器人及修复方法，其特征在于：所述激光熔覆头(1)安装于四自由度机械臂(18)，通过四自由度机械臂(18)控制激光熔覆头(1)四自由度工作；利用履带机构控制激光熔覆头(1)其余两自由度。

7.根据权利要求1所述的一种小型移动激光熔覆机器人及修复方法，其特征在于：所述激光熔覆头(1)前端安装有摄像头(2)、多光谱相机(3)，底部安装有测距装置(21)。

8.根据权利要求1所述的一种小型移动激光熔覆机器人及修复方法，其特征在于：所述送粉管(14)一端、激光光纤(15)一端、水冷管(16)一端、数据线路管(17)一端连接于激光熔覆头(1)。

9.根据权利要求1所述的一种小型移动激光熔覆机器人及修复方法，其特征在于：所述小型移动激光熔覆机器人内部装有机械臂控制主机(22)、水冷主机(23)、激光器(24)、送粉器(25)、UPS电源(26)；UPS电源(26)为小型移动激光熔覆机器人整体提供电力；激光器(24)、送粉器(25)通过输送管支架(13)连接激光光纤(15)一端、送粉管(14)一端；水冷管(16)一端穿过前面板连接水冷主机(23)；数据线路管(17)一端连接值主控制器(10)，摄像头(2)、多光谱相机(3)、测距装置(21)数据通过数据线路管(17)传输值主控制器(10)；扇热风扇(27)安装于后散热窗(20)内侧。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种小型移动激光熔覆机器人及修复方法，其特征在于：所述方法如下：

步骤10：根据待修复零部件的材料性质及工作环境，为送粉器装载粉末；开启水冷主机(23)、激光器(24)进行预热；控制机器人移动进入修复现场，利用摄像头(11)、双目摄像头(12)、激光雷达(28)获取现场环境信息；

步骤20：激光熔覆机器人移动至所需要修复的大型机械前，通过摄像头(11)、双目摄像头(12)获取待修复零部件表面点云信息，并将数据传输至主控制器(10)，进而传输至远程修复指挥中心并分析修复面以及激光熔覆的工艺参数；

步骤30：开启摄像头(2)防止激光熔覆头(1)移动过程中出现碰撞；根据点云信息通过四自由度机械臂(18)控制激光熔覆头(1)至待修复零部件表面上方20cm处，开启多光谱相机(3)检测零部件表面信息并回馈至远程修复指挥中心进行分析；

步骤40：确定好工艺参数后，设置合适的离焦量控制激光熔覆头(1)至待修复零部件表面上方，开始空运行，开启测距装置(21)实时监测离焦量的变化情况，并反馈至主控制器(10)，根据离焦量变化情况实时控制激光熔覆头(1)，令离焦量保持设定数值范围内；

步骤50：开启加工前，放下升降定位装置(29)，将整台机器人通过升降定位装置(29)固定于地面；开启水冷主机(23)、激光器(24)、送粉器(25)开始进行激光熔覆修复；通过多光谱相机(3)实时监控熔覆过程中熔池的变化情况；

步骤60：熔覆结束后小型移动激光熔覆机器人移动至设定好的位置；

步骤70：修复结束。。