[发明专利]一种负压吸附机器人及变吸附力曲面运动控制方法

摘要

一种负压吸附机器人及变吸附力曲面运动控制方法，涉及特种机器人技术领域。预先测得机器人及负载总重、机器人曲面运动的等效摩擦系数、吸附力对照表，机器人沿曲面运动过程中，位姿传感器实时检测机器人位姿，压力传感器实时检测当前吸附力，距离传感器实时检测机器人底部与曲面的间隙高度，上述信息实时传输至控制器处理。当曲面的曲率或坡度发生变化时，控制器将机器人位姿代入临界吸附力计算中，得出当前所需吸附力；参照对照表，改变吸附力调节装置的参数，并通过传感系统反馈信息进行闭环控制，则在保证机器人曲面运动可靠吸附的前提下，既不会由于吸附力过大导致运动阻力过大或过度吸合，也不会由于吸附力过小造成运动不稳定甚至滑落。

主权项

1.一种负压吸附机器人，包括机器人本体(1)及控制器(4)；其特征在于：所述负压吸附机器人还包括传感系统(2)及变吸附力装置(3)，所述传感系统(2)包括位姿传感器(21)、压力传感器(22)和距离传感器(23)，所述变吸附力装置(3)包括吸附力调节装置(31)、驱动板(32)及间隙保持装置(33)；所述吸附力调节装置(31)包括风机(311)、吸盘(312)及密封裙(313)，所述机器人本体(1)包括四个模块化全向运动机构(11)以及车体底盘及框架(12)，所述四个模块化全向运动机构(11)均包括麦克纳姆轮(111)、驱动电机(112)及支架(113)；所述吸盘(312)为矩形框结构，吸盘(312)的上端为封闭端，下端为敞口端，吸盘(312)的封闭端中部设有出风口，所述风机(311)机体安装在吸盘(312)内的上方中部，风机(311)的离心风扇(3111)设置在吸盘(312)外部上方中部，吸盘(312)的任意两个相对侧壁的下端面为向下凸出的圆弧面，吸盘(312)四个侧壁的下端面均固定有密封裙(313)，固定在两个所述圆弧面上的所述密封裙(313)的型线与曲面相一致，密封裙(313)与所述曲面之间设有间隙；所述吸附力调节装置(31)的密封裙(313)始终与曲面形成恒定高度的气隙，以实现稳定吸附；所述车体底盘及框架(12)固定在吸盘(312)内并位于风机(311)的机体下方，每个所述麦克纳姆轮(111)均安装在对应的驱动电机(112)输出轴上，每个所述驱动电机(112)均安装在对应的支架(113)上，四个所述支架(113)均与车体底盘及框架(12)固定连接；所述控制器(4)及位姿传感器(21)均固定在车体底盘及框架(12)上，所述压力传感器(22)和距离传感器(23)均固定在吸盘(312)内壁的下端，位姿传感器(21)、压力传感器(22)和距离传感器(23)的信号输出端分别与控制器(4)各自对应的信号输入端相连接，所述驱动板(32)固定在风机(311)的机体上，控制器(4)的控制信号输出端与驱动板(32)的控制信号输入端相连接，驱动板(32)的控制信号输出端与风机(311)的控制信号输入端相连接，控制器(4)还控制四个驱动电机(112)的启停；所述间隙保持装置(33)与车体底盘及框架(12)下端面固定连接。