專利名稱：越障全位置自主焊接機器人的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種焊接機器人，特別涉及一種越障全位置自主焊接機器人。
背景技術：
焊接機器人，是一種能夠完成焊接操作的自動化裝置。焊接機器人，一般采用多個關節的機械手臂，以實現工作空間內任意位置和姿態移動。工業中，焊接機器人，一般采用磁吸式焊接機器人吸住焊接工件的表面，然后在焊接工作表面完成焊接任務。磁吸式焊接機器人，一般都是與工件直接接觸或者不直接接觸實現與焊接工作的磁吸，以進行焊接，例如中國專利公開號CN02079339A公開了一種儲油罐表面作業機器人，此種機器人為與焊接工作接觸磁吸式焊接機器人。中國專利公開號CN1739925公開了一種非接觸磁吸附輪式爬壁機器人，此種機器人為不直接接觸式磁吸機器人。以上兩種機器人，當焊接工件表面有障礙物時，都不能實現跨越障礙物焊接，存在行走不到的位置死角；焊槍把持機構自由度限制焊接工作位置和姿態，當遇到角縫焊接時， 焊槍不能移動到焊接工件的焊縫位置，存在焊接死角；另外，以上兩種機器人傳感方式單一，不能實現自主的連續焊接工作。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是，克服以上不足，提供了一種越障全位置自主焊接機器人，以自主地實現越障全位置的焊接作業。為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是一種越障全位置自主焊接機器人， 包括機器人運動系統，包括車架，位于所述車架上方的由多個關節組成的機械手臂，用于調節工作范圍內任意位置和姿態；位于所述車架下方的多組驅動軸，每組驅動軸為兩個、 且位于同一直線上，每個驅動軸的靠近車架外側的端部連接有驅動輪，所述每個驅動軸與車架之間還滑動連接有直線滑軌，所述直線滑軌位于所述驅動輪的內側，所述每個驅動軸連接有用于控制驅動輪的驅動電機，所述每組驅動軸與車架之間設置有磁吸附裝置，用于吸附焊接工件表面；焊接設備系統，包括焊機、與焊機電路連接的的送絲機構，所述送絲機構安裝在機械手臂的首個關節上，以及安裝在所述機械手臂末個關節的焊槍，所述送絲機構，包括帶有焊絲的送絲纜，所述送絲纜沿著機械手臂將焊絲送給焊槍，所述焊機的底部設置有水箱，所述水箱內設置有水泵，所述水泵連接有水管，所述水管連接到焊槍上，用于降低焊槍的溫度，所述焊機氣路連接裝有保護氣體的氣瓶，所述水箱、氣瓶安裝在輔助小車上；智能傳感系統，包括分別安裝在焊槍前后方的CXD圖像傳感器，用于尋跡焊接工件及其焊縫區域位置、以及采集焊接過程中的熔池圖像信息，以使所述機器人運動系統對焊接工件及其焊縫區域進行準確定位、并實時檢測熔池形貌特征；安裝在車架前部上方的攝像機，用于采集車架前進方向的障礙物的圖像信息，精確檢測車架與障礙物的距離信息，并確定障礙物的幾何形狀尺寸；安裝在車架前部的距離傳感器，用于粗略檢測車架與其前進方向的障礙物的距離信息；中央控制系統，用于控制所述機器人運動系統、焊接設備系統、智能傳感系統的動作；通訊系統，用于實現所述機器人運動系統、焊接設備系統、智能傳感系統與中央控制系統的數據通訊。 進一步的，所述通訊系統，包括機器人通訊模塊，通過CAN總線協議實現中央控制系統與機器人運動系統的數據通訊；焊接通訊模塊，通過可編程邏輯控制器實現中央控制系統與焊接設備系統的數據通訊；數據采集模塊，包括圖像采集卡、數據采集卡和路由器，所述圖像采集卡，用于將所述智能傳感系統的CCD圖像傳感器實時采集的圖像信息傳送給中央控制系統；所述數據采集卡，用于將所述智能傳感系統的超聲波距離傳感器和紅外線距離傳感器實時采集所述焊接機器人與障礙物的距離信息傳送給中央控制系統；所述路由器，用于將所述智能傳感系統的攝像機采集的障礙物的圖像信息傳送給中央控制系統。進一步的，所述磁吸附裝置，包括位于驅動軸底部的磁鐵組件，所述磁鐵組件與車架之間設置有絲杠機構，所述絲杠機構用于調節磁鐵組件與地面之間的高度。進一步的，所述磁吸附裝置，還包括固定在每個驅動軸長度方向的兩側、且固定在所述磁鐵組件上的兩個滑動導桿，以及套合在每個滑動導桿外側的彈簧。進一步的，所述磁鐵組件，包括一塊軛鐵，以及安裝在所述軛鐵底部的多塊永磁鐵。進一步的，所述絲杠機構，包括連接在磁鐵組件與車架之間的絲杠，與所述絲杠螺紋連接有第一絲桿和第二絲桿，所述第一絲桿位于絲杠的上部，所述第二絲桿位于絲杠的下部。進一步的，所述距離傳感器為超聲波距離傳感器和/或紅外線距離傳感器。進一步的，所述保護氣體為二氧化碳。進一步的，所述輔助小車內設置有直流電機，用于驅動輔助小車的行走。進一步的，所述驅動軸為中空管狀，所述驅動電機安裝在中空管狀的驅動軸內。與現有技術相比，本發明的焊接設備系統由中央控制系統通過通訊系統與焊接設備系統的數據通訊，實現焊接作業；本發明焊接機器人啟動后，智能傳感系統的CCD圖像傳感器實時采集的焊接工件的圖像信息傳送給中央控制系統，攝像機、距離傳感器實時采集的障礙物的圖像信息和距離信息傳送給中央控制系統；由中央控制系統控制機器人運動系統的直行、轉彎、跨越障礙物或者吸住焊接工件，以完成機器人運動系統的位置移動。機器人運動系統的驅動電機、 驅動軸、驅動輪實現機器人運動系統的直線行走，通過對每個驅動輪的速度控制實現機器人運動系統的轉彎行走。當智能傳感系統的攝像機、距離傳感器檢測到前方有障礙物時，根據障礙物的大小、形狀，通過直線滑軌提起驅動軸以及驅動輪的高度，實現跨越障礙物的行走。當遇到非水平面焊接作業時，特別是垂直焊接作業時，通過磁吸附裝置吸住焊接工件的表面，再配合驅動電機控制驅動軸及驅動輪的行走，以實現非水平面的位置移動。因此，本發明不存在焊接機器人移動不到的死角位置，實現了全位置的行走。機械手臂在工作空間內的任意位置和姿態運動，保證了焊接姿態的柔性和復雜工件焊縫的可到達性，實現了全位置的焊接。機械手臂通過智能傳感系統的CCD圖像傳感器采集到焊接工件的位置和形狀，實現對焊接工件的焊縫的定位，定位后，焊接設備系統的焊槍開始對焊接工作進行焊接作業，焊接過程中中央控制系統進行智能化焊接控制。綜上所述，本發明焊接機器人能夠自主的進行跨越障礙物，自主的進行全位置行走和焊接，并主的進行焊接作業。
圖1是本發明實施例的方框結構示意圖；圖2是本發明實施例的通訊系統的方框結構示意圖；圖3是本發明實施例的通訊系統的數據采集模塊的方框結構示意圖；圖4是本發明實施例的機器人運動系統的立體結構示意圖；圖5是本發明實施例的機器人運動系統的右視結構示意圖；圖6是圖5中I部的局部放大示意圖；圖7是本發明實施例的磁鐵組件的立體結構示意圖；圖8是本發明實施例的機械人運動系統行走及跨越障礙物的示意圖；圖9是本發明實施例的總體結構示意圖。圖中所示100、中央控制系統，200、通訊系統，210、機器人通訊模塊，220、焊接通訊模塊，230、數據采集通訊模塊，231、圖像采集卡，232、數據采集卡，233、路由器，300、焊接設備系統，301、焊機，302、送絲機構，303、焊槍，3020、送絲纜，304、水箱，305、水管，306、氣瓶，307、輔助小車，400、機器人運動系統，401、車架，402、機械手臂，403、驅動軸，404、驅動輪，405、直線滑軌，406、驅動電機，410、磁鐵組件，411、軛鐵，412、永磁鐵，420、絲杠機構， 421、絲杠，422、第一絲桿，423、第二絲桿，430、滑動導桿，440、彈簧，500、智能傳感系統， 501、(XD圖像傳感器，502、攝像機，503、距離傳感器，5031、超聲波距離傳感器，5032、紅外線距離傳感器。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作詳細描述請參考圖1-9所示，本發明越障全位置自主焊接機器人，包括中央控制系統100、 通訊系統200、焊接設備系統300、機器人運動系統400、智能傳感系統500。請參考圖4至9，機器人運動系統400，包括車架401，位于所述車架401上方的由多個關節組成的機械手臂402，用于調節工作范圍內任意位置和姿態，任意位置包括X、Y、Z 方向的自由度位置，姿態，是由機械手臂402的各關節移動而產生的，實現對焊接工件的運動軌跡的全位置移動；位于所述車架401下方的多組驅動軸403，每組驅動軸403為兩個、 且位于同一直線上，每個驅動軸403的靠近車架401外側的端部連接有驅動輪404，所述每個驅動軸403與車架401之間還滑動連接有直線滑軌405，所述直線滑軌405位于所述驅動輪404的內側，所述每個驅動軸403連接有用于控制驅動輪404的驅動電機406，所述每組驅動軸403與車架401之間設置有磁吸附裝置，用于吸附焊接工件表面。機器人運動系統400的驅動電機406、驅動軸403、驅動輪404實現機器人運動系統400的直線行走，通過對每個驅動輪404的速度控制實現機器人運動系統400的轉彎行走；當遇到障礙物時，通過直線滑軌405提起驅動軸403以及驅動輪404的高度，實現跨越障礙物的行走；當遇到非水平面焊接作業時，特別是垂直焊接作業時，通過磁吸附裝置吸住焊接工件的表面，再配合驅動電機406控制驅動軸403及驅動輪404的行走，以實現非水平面的位置移動。因此，本發明不存在焊接機器人移動不到的死角位置，實現了全位置的行走。也就是說，驅動電機406、驅動軸403、驅動輪404、直流滑軌405、磁吸附裝置實現了機器人運動系統的長距離的運動軌跡。其中，長距離運動軌跡，包括直線、轉彎、跨越障礙物的運動軌跡。請參考圖4至7，所述磁吸附裝置，包括位于驅動軸403底部的磁鐵組件410，所述磁鐵組件410與車架401之間設置有絲杠機構420，所述絲杠機構420用于調節磁鐵組件 410與地面之間的高度；由此可知，本發明的磁吸附裝置是不與地面接觸的；還包括固定在每個驅動軸403長度方向的兩側、且固定在所述磁鐵組件410上的兩個滑動導桿430，以及套合在每個滑動導桿430外側的彈簧440。當提起磁鐵組件410時，彈簧440被壓縮在滑動導桿430上，此時磁鐵組件410與地面之間的高度距離較高；當放下磁鐵組件410時，彈簧440由于彈性力作用在滑動導桿430上伸展并向磁鐵組件410施加向下的彈性力，從而使磁鐵組件410與地面或者焊接平臺之間保持一個較低的高度距離。通過磁鐵組件410的高度調節，實現磁鐵組件410與不同的焊接工作材料的磁吸附能力。請參考圖7，所述磁鐵組件410，包括一塊軛鐵411，以及安裝在所述軛鐵411底部的多塊永磁鐵412。請參考圖5至6，所述絲杠機構420，包括連接在磁鐵組件410與車架401之間的絲杠421，與所述絲杠421螺紋連接有第一絲桿422和第二絲桿423，所述第一絲桿422位于絲杠421的上部，所述第二絲桿423位于絲杠421的下部。絲杠機構420通過絲杠421、 第一絲桿422、第二絲桿423的向上運動和向下運動，帶動磁鐵組件410向上抬起或者向地面落下。作為較佳的實施方式，所述驅動軸403為中空管狀，所述驅動電機406安裝在中空管狀的驅動軸403內。此種結構，能夠使機器人運動系統400的結構更加緊湊。請參考圖9，焊接設備系統300，包括焊機301、與焊機301電路連接的的送絲機構 302，所述送絲機構302安裝在機械手臂402的第首個關節上，以及安裝在所述機械手臂402 第末個關節的焊槍303，通過機械手臂402的各關節運動，實現焊槍303頂端點到焊接工件的點、直線、圓的運動；也就是說，機械手臂402帶動焊槍303實現了短距離的運動軌跡； 其中，短距離運動軌跡是指焊槍303頂端點到焊接工件的點、直線、圓的運動。所述送絲機構302，包括帶有焊絲的送絲纜3020，所述送絲纜3020沿著機械手臂402將焊絲送給焊槍 303，所述焊機301的底部設置有水箱304，所述水箱304內設置有水泵，所述水泵連接有水管，所述水管連接到焊槍303上，通過水循環降低焊槍303的溫度，所述焊機301氣路連接裝有二氧化碳氣體等保護氣體的氣瓶306，所述水箱304、氣瓶306安裝在輔助小車307上。其中，所述保護氣體可以為二氧化碳氣體，也可以是焊接技術領域中其它的常規保護氣體。
作為較佳的實施方式，所述輔助小車307內可以設置有直流電機，用于驅動輔助小車307的行走；所述輔助小車307也可以由機器人運動系統400通過繩索拖拽實現行走。 需要特別說明的是，機器人運動系統400在非水平面行走時，輔助小車307依然處于水平面的行走，只要輔助小車307與機器人運動系統400的繩索足夠長即可。請參考圖9，智能傳感系統500，包括分別安裝在焊槍303前后方的CXD圖像傳感器501，用于尋跡焊接工件及其焊縫區域位置、以及采集焊接過程中的熔池圖像信息，以使所述機器人運動系統400對焊接工件及其焊縫區域進行準確定位、并實時檢測熔池形貌特征；安裝在車架401前部上方的攝像機502，用于采集車架401前進方向的障礙物的圖像信息，精確檢測車架401與障礙物的距離信息，并確定障礙物的幾何形狀尺寸；安裝在車架 401前部的距離傳感器503，用于粗略檢測車架401與其前進方向的障礙物的距離信息。攝像機502和距離傳感器503，均能檢測車架401與其前方的障礙物的距離信息， 不同的是，距離傳感器503用于粗略檢測，而攝像機502用于精確檢測。攝像機502，采用立體視覺技術，基于雙目視差測量景深的原理測距；距離傳感器503是粗略測量距離，此距離用以推算障礙物進入攝像機502視野的距離，從而提前通知機器人運動系統400減速。其中，所述距離傳感器503為超聲波距離傳感器5031和/或紅外線距離傳感器 5032。本實施方式將紅外線距離傳感器5032設置于超聲波距離傳感器5031的下方。由于器件物理特征決定，超聲波距離傳感器5031要比紅外線距離傳感器5032采集的距離要長。 也就是說，紅外線距離傳感器5032檢測的距離長度要比超聲波距離傳感器5031檢測的距離長度要短。因此，超聲波距離傳感器5031適用于遠距離障礙物的檢測，紅外線距離傳感器5032適用于近距離障礙物的檢測。中央控制系統100，用于控制所述機器人運動系統400、焊接設備系統300、智能傳感系統500的動作。所述中央控制系統100，包括機器人控制模塊、復雜軌跡平穩控制模塊、自主越障模塊、焊接設備控制模塊、弧焊包模塊、智能化焊接模塊。其中，機器人控制模塊，用于控制機器人運動系統400的行走以及機械手臂402的運動軌跡；其中，復雜軌跡平穩控制模塊，針對不同焊接任務設置最佳焊接路徑，通過所所述機器人控制模塊控制機器人運動系統400的機械手臂402的運動軌跡(包括在越障時的焊接以及角焊縫焊接時的軌跡規劃)，以使安裝在機械手臂402上的焊槍303按照設置的最佳焊接路徑平穩有序的行焊接作業；其中，自主越障模塊，根據智能傳感系統500的攝像機502、距離傳感器503傳送的障礙物信息，通過所述機器人控制模塊控制機器人運動系統400，以實現自主平穩的跨越障礙物；其中，焊接設備控制模塊，設定焊接電流、電壓、脈沖寬度等焊接工藝參數，用于根據不同的焊接任務調節焊接設備系統300工藝參數及讀取焊接設備系統運行狀態；其中，弧焊包模塊，儲存有焊接工藝知識庫，根據CXD圖像傳感器501采集的焊接工件的圖像信息確定焊接任務或者人機交互選取焊件模型，輸出焊接動作時序及焊接工藝參數；也就是說，弧焊包模塊針對不同焊接任務提供相應的工藝規范；其中，智能化焊接模塊，根據智能傳感系統的CCD圖像傳感器501傳送回來的圖像信息控制焊接的全過程。其包括焊接任務的自主規劃、機器人運動軌跡控制、焊接過程的信息傳感、建模與智能控制。其中信息傳感包括焊接起始位置識別、焊前自主導引、焊縫實時跟蹤、熔池動態特征獲取、焊縫成型預測及控制，使用模板匹配、灰度直方圖變換、自動閾值分割、邊緣提取、霍夫變換等圖像處理技術。請參考圖2至3，所述通訊系統200，用于實現所述中央控制系統100、焊接設備系統300、智能傳感系統500與機器人運動系統400的數據通訊。其中，所述通訊系統200，包括機器人通訊模塊210，通過CAN總線協議實現中央控制系統100與機器人運動系統 400的數據通訊；焊接通訊模塊220，通過可編程邏輯控制器PLC實現中央控制系統100與焊接設備系統300的數據通訊；數據采集模塊230，包括圖像采集卡231、數據采集卡232和路由器233，所述圖像采集卡231，用于將所述智能傳感系統500的CCD圖像傳感器501實時采集的圖像信息傳送給中央控制系統100 ；所述數據采集卡232，用于將所述智能傳感系統500的超聲波距離傳感器5031和紅外線距離傳感器5032實時采集所述焊接機器人與障礙物的距離信息傳送給中央控制系統100 ；所述路由器233，用于將所述智能傳感系統500的攝像機502采集的障礙物的圖像信息傳送給中央控制系統100。所述圖像采集卡231、數據采集卡232和路由器 233可以為PCI接口或者其它形式的接口。本發明的工作原理是將焊接機器人放置于焊接平臺上，中央控制系統100作為焊接機器人的上位機，機器人運動系統400、焊接設備系統300、智能傳感系統500作為焊接機器人的下位機，通過數據通訊系統200形成主-從控制模式，機器人啟動后，攝像機502 開始工作，并由智能傳感系統500分析宏觀場景信息，由中央控制系統100控制機器人運動系統400做直行、轉彎的動作，當攝像機502檢測到障礙物并分析障礙物形狀、長度、高度、 寬度大小后，中央控制系統100對機器人運動系統400做減速控制，超聲波距離傳感器5031 開始工作并檢測機器人運動系統400與障礙物之間的距離位置作為初檢距離，機器人運動系統400繼續前行到初檢距離的一半，紅外線距離傳感器5032開始工作并檢測與障礙物的距離信息和位置信息，中央控制系統100根據紅外線距離傳感器5032測量的障礙物與機器人運動系統400之間的距離信息和位置信息，并根據攝像機502獲得的障礙物的形狀大小調用機器人控制模塊和處主越障模塊103實現跨越障礙物行走；工業CXD圖像傳感器501 獲取局部圖像信息，當檢測到焊接工件時，主控機中央控制系統100分析工件類型及大小， 調用弧焊包模塊計算工藝參數，調用復雜軌跡平穩控制模塊制定運動方案，調用智能化焊接模塊實現焊前導引，設定焊接設備系統300相關參數，機器人運動系統400與焊接設備系統300在主控機中央控制系統100協調下開始起弧，焊接過程中調用智能化焊接模塊對焊接過程進行智能化控制，包括焊縫跟蹤、焊接參數實時調整、焊接姿態調整等。本實施方式對焊接機器人進行模塊化劃分，功能結構清晰簡單；焊接機器人能夠實現爬壁、越障及轉彎的行走，具備全位置長距離的焊接功能；爬壁，主要依靠磁吸附裝置、 并配合驅動輪的行走實現；越障，主要依靠直線滑軌405抬起驅動軸403以及驅動輪404 實現跨越障礙物的行走；轉彎是依靠每組驅動輪404左右兩個輪子之間速度差來實現。弧焊包模塊可以提供豐富的焊接工藝知識庫，軌跡平穩控制模塊可以減少運動誤差對焊接質量的影響；通訊系統200的各模塊采用通用的接口協議，方便二次開發，實時性好；智能傳感系統500采用多種傳感器組合方案，實現障礙物的采集和焊接工作的采集及焊接后焊縫的跟蹤，并且傳感器能夠實時獲取信息，滿足自主焊接及工作環境檢測的要求；焊接機器人集成了智能化焊接領域的工件識別、自主導引、焊縫跟蹤、熔透控制等成果，具有廣泛應用范圍；能夠滿足大型設備非結構空間焊接需求，提高了焊接機器人智能化及自主性能力，為移動機器人的焊接過程智能化控制研究提供一種可靠的實驗平臺，為開發適用于特殊場合的專用移動焊接機器人提供參考，在拓展機器人在焊接自動化領域的應用方面具有重要作用。 綜上所述，本發明焊接機器人能夠實現跨越障礙物、全位置的行走和焊接、自主的焊接作業。
權利要求
1.一種越障全位置自主焊接機器人，其特征在于包括機器人運動系統G00)，包括車架001)，位于所述車架(401)上方的由多個關節組成的機械手臂002)，用于調節工作范圍內任意位置和姿態；位于所述車架(401)下方的多組驅動軸003)，每組驅動軸(40 為兩個、且位于同一直線上，每個驅動軸003)的靠近車架(401)外側的端部連接有驅動輪004)，所述每個驅動軸(40 與車架(401)之間還滑動連接有直線滑軌005)，所述直線滑軌(40 位于所述驅動輪G04)的內側，所述每個驅動軸(40 連接有用于控制驅動輪G04)的驅動電機006)，所述每組驅動軸(40 與車架 (401)之間設置有磁吸附裝置，用于吸附焊接工件表面；焊接設備系統(300)，包括焊機(301)、與焊機(301)電路連接的的送絲機構(302)，所述送絲機構(302)安裝在機械手臂002)的首個關節上，以及安裝在所述機械手臂(402) 末個關節的焊槍(303)，所述送絲機構(302)，包括帶有焊絲的送絲纜(3020)，所述送絲纜 (3020)沿著機械手臂(40 將焊絲送給焊槍(303)，所述焊機(301)的底部設置有水箱 (304)，所述水箱(304)內設置有水泵，所述水泵連接有水管，所述水管連接到焊槍(303) 上，通過水循環降低焊槍(303)的溫度，所述焊機(301)氣路連接裝有保護氣體的氣瓶 (306)，所述水箱(304)、氣瓶(306)安裝在輔助小車(307)上；智能傳感系統(500)，包括分別安裝在焊槍(303)前后方的CCD圖像傳感器(501)，用于尋跡焊接工件及其焊縫區域位置、以及采集焊接過程中的熔池圖像信息，以使所述機器人運動系統(400)對焊接工件及其焊縫區域進行準確定位、實時檢測熔池的形貌特征；安裝在車架(401)前部上方的攝像機(502)，用于采集車架(401)前進方向的障礙物的圖像信息，精確檢測車架G01)與障礙物的距離信息，并確定障礙物的幾何形狀尺寸；安裝在車架 (401)前部的距離傳感器(503)，用于粗略檢測車架(401)與其前進方向的障礙物的距離信息；中央控制系統(100)，用于控制所述機器人運動系統000)、焊接設備系統(300)、智能傳感系統(500)的動作；通訊系統000)，用于實現所述機器人運動系統000)、焊接設備系統(300)、智能傳感系統(500)與中央控制系統(100)之間的數據通訊。
2.根據權利要求1所述的越障全位置自主焊接機器人，其特征在于所述磁吸附裝置， 包括位于驅動軸(40 底部的磁鐵組件010)，所述磁鐵組件(410)與車架(401)之間設置有絲杠機構G20)，所述絲杠機構(420)用于調節磁鐵組件(410)與地面之間的高度。
3.根據權利要求2所述的越障全位置自主焊接機器人，其特征在于所述磁吸附裝置， 還包括固定在每個驅動軸(40 長度方向的兩側、且固定在所述磁鐵組件(410)上的兩個滑動導桿G30)，以及套合在每個滑動導桿(430)外側的彈簧040)。
4.根據權利要求2或3所述的越障全位置自主焊接機器人，其特征在于所述磁鐵組件G10)，包括一塊軛鐵011)，以及安裝在所述軛鐵Gll)底部的多塊永磁鐵012)。
5.根據權利要求4所述的越障全位置自主焊接機器人，其特征在于所述絲杠機構 020)，包括連接在磁鐵組件(410)與車架(401)之間的絲杠021)，與所述絲杠(421)螺紋連接有第一絲桿(42 和第二絲桿023)，所述第一絲桿(42 位于絲杠021)的上部，所述第二絲桿(42 位于絲杠021)的下部。
6.根據權利要求1所述的越障全位置自主焊接機器人，其特征在于所述距離傳感器(503)為超聲波距離傳感器(5031)和/或紅外線距離傳感器(5032)。
7.根據權利要求1所述的越障全位置自主焊接機器人，其特征在于所述保護氣體為二氧化碳。
8.根據權利要求1所述的越障全位置自主焊接機器人，其特征在于所述輔助小車 (307)內設置有直流電機，用于驅動輔助小車(307)的行走。
9.根據權利要求1所述越障全位置自主焊接機器人，其特征在于所述通訊系統 (200)，包括機器人通訊模塊010)，通過CAN總線協議實現中央控制系統(100)與機器人運動系統 (400)的數據通訊；焊接通訊模塊020)，通過可編程邏輯控制器實現中央控制系統(100)與焊接設備系統(300)的數據通訊；數據采集模塊030)，包括圖像采集卡031)、數據采集卡(23 和路由器033)，所述圖像采集卡031)，用于將所述智能傳感系統(500)的CCD圖像傳感器(501)實時采集的圖像信息傳送給中央控制系統(100)；所述數據采集卡032)，用于將所述智能傳感系統 (500)的超聲波距離傳感器(5031)和紅外線距離傳感器(5032)實時采集所述焊接機器人與障礙物的距離信息傳送給中央控制系統(100)；所述路由器033)，用于將所述智能傳感系統(500)的攝像機(502)采集的障礙物的圖像信息傳送給中央控制系統(100)。
10.根據權利要求1所述的越障全位置自主焊接機器人，其特征在于所述驅動軸 (403)為中空管狀，所述驅動電機(406)安裝在中空管狀的驅動軸003)內。
全文摘要
本發明公開了一種越障全位置自主焊接機器人，包括機器人運動系統(400)，用于實現焊接機器人的位置移動；焊接設備系統(300)，用于實現焊接作業，智能傳感系統(500)，用于檢測焊接機器人前方的障礙物信息、尋跡焊接工件位置以及實時控制焊接質量；中央控制系統(100)，用于控制所述機器人運動系統(400)、焊接設備系統(300)、智能傳感系統(500)的動作；通訊系統(200)，用于實現所述機器人運動系統(400)、焊接設備系統(300)、智能傳感系統(500)與中央控制系統(100)之間的數據通訊。本發明能夠自主的進行跨越障礙物，自主的進行全位置行走和焊接，并自主的進行焊接作業。
文檔編號B23K9/16GK102489838SQ20111042171
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月15日 優先權日2011年12月15日
發明者吳明輝, 趙言正, 鄧勇軍, 陳華斌, 陳善本 申請人:上海交通大學