[发明专利]一种基于ToF技术的多场景小型自动焊接机器人

权利要求书

1.一种基于ToF技术的多场景小型自动焊接机器人，其特征在于，所述焊接机器人包括：

支撑底座，

环境感知单元，其设置在支撑底座的顶面，用于获取所述焊接机器人的周边环境的图像，并将获取到的图像传递至远程上位机中；

爬行单元，其包括设置在所述支撑底座两侧面的伺服电机以及与之所述伺服电机连接的电动推杆；

吸附单元，其包括电磁铁和足底，其中，所述电磁铁设置所述电动推杆的底部，所述电磁铁底部连接有所述足底；

控制单元，其包括电源模块，与电源模块相连的机载计算平台，以及分别与电源模块和所述机载计算平台相连的综合驱动板；

图像采集单元，其包括设置在所述支撑底座底面的ToF摄像头，用于采集焊缝的深度数据；

焊接单元，其通过焊接驱动单元设置在所述支撑底座的底面，实现二维运动；

其中，所述控制单元接收远程上位机发送的行动指令，并且根据该行动指令再通过所述综合驱动板驱动所述爬行单元和吸附单元执行动作；所述机载计算平台获取所述深度数据并将该数据进行处理，得到焊缝位置坐标并完成焊缝的三维重建，所述综合驱动板根据三维重建的结果，驱动焊接驱动单元以逐行扫描的方式完成焊接作业。

2.根据权利要求1所述的一种基于ToF技术的多场景小型自动焊接机器人，其特征在于，所述环境感知单元包括工业相机和云台，该工业相机设置在云台上，所述云台设置在所述支撑底座的顶面，其中，所述环境感知单元获取的图像通过数据传输单元实时发送给远程上位机。

3.根据权利要求2所述的一种基于ToF技术的多场景小型自动焊接机器人，其特征在于，在所述支撑底座每一侧面的两端均设置一个伺服电机；

所述电磁铁为球形电磁铁，该球形电磁铁的底部和所述足底通过万向节结构进行连接；

其中，所述控制单元，通过调节输入脉冲的频率和脉冲个数对所述伺服电机的转速和角度进行控制，使得所述焊接机器人以对角步态移动，在焊接作业时，通过给该球形电磁铁通电，使得足底固定在焊件表面。

4.根据权利要求3所述的一种基于ToF技术的多场景小型自动焊接机器人，其特征在于，所述足底的下端面为软质橡胶多面机构。

5.根据权利要求4所述的一种基于ToF技术的多场景小型自动焊接机器人，其特征在于，所述电动推杆通过PWM控制调节长度，从而控制支撑底座的升降。

6.根据权利要求5所述的一种基于ToF技术的多场景小型自动焊接机器人，其特征在于，在所述ToF摄像头设在所述支撑底座底面的凹槽之中，该外侧还设置有镜头保护盖，该采用舵机驱动方式，在焊接作业时，通过所述综合驱动板驱动该镜头保护盖合上，用以保护ToF摄像头。

7.根据权利要求6所述的一种基于ToF技术的多场景小型自动焊接机器人，其特征在于，所述焊接单元包括：焊接喷嘴、焊接基座、焊丝盘以及焊接软管；所述焊丝盘设置在所述支撑底座的顶面，其用于存储焊丝；所述焊接喷嘴设置在所述焊接基座上，所述焊接基座设置在所述焊接驱动单元上；所述焊接软管连通所述焊接基座与所述焊接喷嘴。

8.根据权利要求7所述的一种基于ToF技术的多场景小型自动焊接机器人，其特征在于，所述焊接驱动单元包括：

第一导轨，其成对地、间隔一定距离地以及，沿底面纵向或者横向设置在所述支撑底座的底面，其中，该第一导轨上均设置有第一滑块；

第一定滑轮和第一步进电机，其设置在所述第一导轨的两端，

第二导轨，其成对地、间隔一定距离地以及与所述第一导轨垂直地设置在所述支撑底座的底面，其中，该第二导轨的两端设置在所述第一滑块中，并且该第二导轨上设置有焊接基座；

第二定滑轮和第二步进电机，其设置在所述第一导轨的两端；

其中，同一轨道上的定滑轮通过皮带相连，步进电机为对应位置处的定滑轮提供动力；所述的第一滑块和焊接基座均通过皮带轮与皮带连接，实现在导轨上滑动。