气路控制系统、方法及装置、控制器和真空吸附机器人

技术领域

本申请涉及真空吸附机器人气路控制技术领域，特别是涉及一种气路控制系统、方法及装置、控制器和真空吸附机器人。

背景技术

随着自动化技术的发展，集成卫浴壁板的安装多通过机器人来执行，取代人工作业方式，从而提高安装效率和作业过程的安全性。目前的集成卫浴壁板安装机器人的抓取机构是通过真空泵、真空吸盘、储气罐、真空电磁阀、压力数显压力开关等元件组成的真空气路系统，提供吸附力，实现壁板抓取，以便进行壁板的自动安装。

但发明人在实施过程中发现，现在人们对于壁板的定制化设计需求越来越高，壁板形状大小趋于多样化，现有的安装机器人多存在体积大且无法适配多尺寸多重量壁板的安装需求。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够体积更小，且能独立控制左右真空吸附组件的气路控制系统、方法及装置、控制器和真空吸附机器人。

本申请实施例提供的一种气路控制系统，应用于真空吸附机器人，真空吸附机器人包括第一吸附组件和第二吸附组件，气路控制系统包括：

真空发生器，用于提供真空源；

电磁换向阀，电磁换向阀的第一进气口气路连接真空发生器，电磁换向阀的第二进气口处形成的腔室与外界环境相连通；

中泄式三位五通电磁阀，三位五通电磁阀包括第一进气口、第二进气口、第一出气口、第二出气口、第三出气口、第一线圈和第二线圈；

其中，三位五通电磁阀的第一进气口和第二进气口均与电磁换向阀的出气口相连通，三位五通电磁阀的第一出气口用于气路连接第一吸附组件，三位五通电磁阀的第二出气口用于气路连接第二吸附组件；三位五通电磁阀的第三出气口被封住；第一线圈失电时，三位五通电磁阀的第一进气口和第一出气口相连通，第二线圈失电时，三位五通电磁阀的第二进气口和第二出气口相连通；

控制器，控制器分别与电磁换向阀和三位五通电磁阀电连接，控制器用于控制电磁换向阀的第一进气口和出气口连通或电磁换向阀的第二进气口和出气口连通；

控制器用于在电磁换向阀的第一进气口和出气口连通时，控制三位五通电磁阀的第一线圈失电，使第一吸附组件和真空发生器之间的气路导通；和/或，控制三位五通电磁阀的第二线圈失电，使第二吸附组件和真空发生器之间的气路导通，形成负压腔。

在其中一个实施例中，真空发生器包括：

真空泵，真空泵的出气口处形成的腔室与外界环境连通；

单向阀，单向阀的出气口与真空泵的进气口连通；

储气罐，储气罐的第一开口通过管路气路连接电磁换向阀的第一进气口，储气罐的第二开口通过管路气路连接单向阀的进气口连通。

在其中一个实施例中，气路控制系统还包括：

气压检测装置，与控制器通信连接，且用于检测并反馈真空发生器气路中的气压；

控制器用于根据真空发生器气路中的气压判断执行抓取物料动作的吸附组件和真空发生器之间的气路是否漏气。

在其中一个实施例中，控制器还用于根据气压检测装置反馈的气压控制真空发生器气路中的气压稳定在预设负压范围。

在其中一个实施例中，控制器包括：

数显压力开关，数显压力开关的输入端与气压检测装置的输出端连通，且数显压力开关的第一输出端和第二输出端均与真空泵电连接，数显压力开关配置有预设负压范围对应的负压上限值和负压下限值；

数显压力开关在真空发生器的气路气压低于负压下限值时第一输出端输出电信号触发真空泵工作；

数显压力开关在真空发生器的气路气压高于负压上限值时第二输出端输出电信号触发真空泵停止工作。

在其中一个实施例中，气路控制系统还包括：

真空破除器，真空破除器的一端所形成的腔室与外界环境连通；真空破除器的另一端与电磁换向阀的第二进气口相连通。

在其中一个实施例中，电磁换向阀的第一进气口和出气口在失电时连通。

另一方面，本申请实施例还提供了一种气路控制方法，应用于上述气路控制系统，该方法包括：

当真空吸附机器人需要抓取物料时，控制电磁换向阀的第一进气口和出气口连通；

控制三位五通电磁阀的第一线圈失电，使第一吸附组件与真空发生器之间的气路导通；和/或，控制三位五通电磁阀的第二线圈失电，使第二吸附组件与真空发生器之间的气路导通，形成负压腔；

当真空吸附机器人需要放下所吸附的物料时，控制电磁换向阀的第二进气口和出气口连通，使负压腔与外界环境相连通。

在其中一个实施例中，气路控制方法还包括步骤：

从形成负压腔开始计时，并获取气路控制系统中气压检测装置反馈的真空发生器气路中的气压；

根据真空发生气路中的气压检测结果，获得负压腔内的气压变化至各采样负压值的时间；采样负压值为保证吸附效果的预设负压范围内的一个或多个负压值；

若从一个采样负压值变化至另一采样负压值的实际时间小于对应的时间差阈值，则判定形成负压腔的气路漏气；

对应的时间差阈值为执行抓取物料动作的吸附组件和真空发生器之间的气路不漏气时，气路中的负压从选定的一个采样负压值变化至另一采样负压值所需的时间。

此外，本申请实施例还提供了一种气路控制装置，应用于真空吸附机器人，真空吸附机器人包括第一吸附组件和第二吸附组件，气路控制控制装置包括：

真空吸附切换模块，用于在真空吸附机器人需要抓取物料时，控制电磁换向阀的第一进气口和出气口连通；

工作吸附件选择模块，用于控制三位五通电磁阀的第一线圈失电，使第一吸附组件与真空发生器之间的气路导通；和/或，控制三位五通电磁阀的第二线圈失电，使第二吸附组件与真空发生器之间的气路导通，形成负压腔；

物料下放执行模块，用于在真空吸附机器人需要放下所吸附的物料时，控制电磁换向阀的第二进气口和出气口连通，使负压腔与外界环境相连通。

本申请实施例提供的一种控制器，应用于上述气路控制系统，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述气路控制方法的步骤。

本申请实施例提供的一种真空吸附机器人，包括：本体，与本体机械连接的第一吸附组件和第一吸附组件，以及上述气路控制系统。

上述气路控制系统、方法及装置、控制器和真空吸附机器人，至少具有如下有益效果：可应用于真空吸附机器人的该气路控制系统，通过一电磁换向阀实现真空发生器和真空破除器的气路切换，相较于传统技术中采用独立电磁阀分别控制真空发生器和真空破除器气路导通关断的方式，该结构更加简单，体积更小，且利用中泄式三位五通电磁阀，实现电磁换向阀和第一吸附组件和第二吸附组件之间的气路连接，利用控制器的控制功能，在电磁换向阀切换至真空发生器气路时，控制器通过控制三位五通电磁阀的第一线圈和/或第二线圈失电，能够实现第一吸附组件独立执行吸附动作或第二吸附组件独立执行吸附动作或则两个吸附组件同时执行吸附动作的目的，具体的控制，可以根据待抓取的物料大小和位置，控制临近该物料的吸附组件来执行该抓取动作，整个控制过程灵活便捷，且能够实现对不同尺寸物料的抓取，适用范围广，能够满足用户的不同需求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一个实施例中气路控制系统的结构示意图；

图2为一个实施例中三位五通电磁阀的结构示意图；

图3a为一个实施例中正视角下，真空吸附机器人和气路控制系统应用在该真空吸附机器人时，真空吸附机器人吸附物料并将物料从地面拉升到与地面垂直状态的示意图；

图3b为图3b所示状态的俯视图；

图3c为一个实施例中正视角下，真空吸附机器人和气路控制系统应用在该真空吸附机器人时，真空吸附机器人吸附物料并将与地面垂直的物料进行旋转控制过程中，某一时刻机器人与物料之间的相对位置关系图；

图3d为图3c所示状态的俯视图；

图4为一个实施例中气路控制方法的流程示意图；

图5为一个实施例中气路控制装置的结构框图；

图6为一个实施例中控制器的内部结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件、开口、端，但这些元件、开口、端不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分以及一个开口和另一个开口的区分。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。而下述实施例中对于“连通”关系的描述，用于表征两个连接对象之间的气路连通，可以通过管路连通或者直接接触连通。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

正如背景技术所述，现有技术中存在的壁板安装机器人体积大且无法适用于多型号壁板安装需求的问题，针对于此，本发明提供了一种气路控制系统，应用于真空吸附机器人，所述真空吸附机器人包括第一吸附组件11和第二吸附组件22，如图1-3所示，气路控制系统包括：真空发生器20，电磁换向阀60，中泄式三位五通电磁阀80和控制器。

其中，真空发生器20是指工作时能够提供真空源的装置，能够利用正压气源产生负压，例如，利用空气提供一个-90kpa,-80Kpa，-70Kpa，-60Kpa的负压。其中，该三位五通电磁阀80可以采用如图1和2所示的电磁阀，该电磁阀中，第三出气口P被堵住，第一线圈YV1失电时，第一进气口A和第一出气口R相连通，第二线圈YV2失电时，第二进气口B和第二出气口S相连通，当电磁换向阀60切换至与真空发生器20间的气路相连通时，由于真空气路中为负压，此时，可能有少许空气通过吸附组件进入到该真空气路中，真空气路中气流流动方向为从A和B流向R和S，此时R和S有泄气的作用，所以此处对于三位五通电磁阀80端口的命名仅是为了区分其上不同端口，本领域技术人员应当理解该命名并不对其端口实际功能造成限定。

当如图3所示的真空吸附机器人需要用第一吸附组件11进行物料99抓取时：

控制器控制电磁换向阀60的第一进气口和出气口连通，此时与第一进气口连通的真空发生器20中的吸附力通过该电磁换向阀60作用于三位五通电磁阀80的进气口侧，控制器再控制三位五通电磁阀80中第一吸附组件11所对应的第一线圈YV1失电，电磁阀进气口与该出气口之间的气路导通，该真空发生器20产生的吸附力通过该真空气路作用在第一吸附组件11处，第一吸附组件11与物料99接触时，在吸附力作用下，物料99被吸取并维持。

当需要驱动第二吸附组件22对靠近其位置的物料99进行抓取时：

控制器控制电磁换向阀60的第一进气口和出气口连通，并控制三位五通电磁阀80中第二吸附组件22所对应的第二线圈YV2失电，此时真空发生器20和第二吸附组件22之间的真空气路导通，形成负压腔，在吸附力作用下，第二吸附组件22吸取物料99并维持。

当需要第一吸附组件11和第二吸附组件22同时进行较大尺寸或重量的物料99的抓取时，例如，进行大尺寸壁板的抓取：

控制器控制电磁换向阀60的第一进气口和出气口连通，并控制三位五通电磁阀80中的第一线圈YV1和第二线圈YV2对应的线圈均失电，此时真空发生器20和两个吸附组件之间的真空气路导通，三位五通电磁阀80气缸前腔和后腔的压力保持在最后一个线圈失电后的状态不变，并持续给压，三位五通电磁阀80气缸前腔和后腔的压力和进气端的压力一致，等于真空发生器20所产生的吸附力，在吸附力作用下，吸附组件吸取物料99并维持。

当真空吸附机器人带动物料99到指定的存放位置或安装位置时，需要将吸附组件所吸附的物料99进行下放，此时，控制器控制电磁换向阀60的第二进气口和出气口连通，使形成的负压腔与外界环境相连通，在外界气压(如大气压或应用场景下环境的实际气压)作用下，该负压腔中的负压值逐渐降低，吸附力逐渐减小，当吸附力小于物料99的重力时，物料99下放至指定的存放位置或者安装位置。

本申请实施例提供的气路控制系统，通过电磁换向阀60和三位五通电磁阀80，可以实现两个吸附组件的单独控制和同时控制，可根据实际应用场景下所要抓取的物料99进行灵活控制，适用范围广。且利用电磁换向阀60使真空发生器20和外界环境共用到吸附组件的气路，一方面可以降低系统设备体积，降低成本，另一方面还可以保证在换向过程中真空发生器20中的压力不会上升，从而起到节能作用。

在其中一个实施例中，三位五通电磁阀80可以选用如图2所示的型号，该电磁阀的第三出气口P用堵头封住，在该电磁阀不带电时，A和R相连通、B和S相连通，二者通过电磁换向阀60所接主回路相同，可以保证第一吸附组件和第二吸附组件同时通气，吸附较为重的物料99以及非边角物料99。当真空吸附机器人需要安装边角处物料99时，由于该边角物料99本身重量较轻，且安装位置空间小，此时可以仅使用第一吸附组件或第二吸附组件进行吸附，可以控制如图1和2中所示的第一线圈YV1或者第二线圈YV2单独失电，失电侧的进气口和出气口相连通，且在一路气路连通的同时保证另一路气路关闭，实现两侧吸附组件分别单独吸附物料99。

在其中一个实施例中，提供真空源的真空发生器20可以是如下形态，该真空发生器20可以包括真空泵21，单向阀22和储气罐23。所述真空泵21的出气口处所形成的腔室与外界环境连通，进气口与单向阀22的出气口连通，当真空泵21工作时，向外抽气，储气罐23中的气体依次经过其第二开口和单向阀22向外界排出，使储气罐23内的气压达到能够支撑真空吸附机器人执行抓取物料99动作的负压值，提供吸附力。当控制器控制电磁换向阀60的第一进气口和出气口连通，且控制三位五通电磁阀80的第一线圈和/或第二线圈失电时，储气罐23内产生的吸附力通过电磁换向阀60和三位五通电磁阀80作用于失电线圈所对应的吸附组件，在该吸附组件侧产生吸附力，该吸附力作用下实现物料99抓取。

在其中一个实施例中，气路控制系统还包括气压检测装置。该气压检测装置用于检测并反馈真空发生器20气路中的气压。该气压检测装置可以设置在储气罐23上的一个开口处或者设置在储气罐23内部。该气压检测装置可以为多个，多个气压检测装置可均匀分布在储气罐23的不同位置，以便提高检测的气压可靠性，避免气流流动造成的误判断。

控制器接收该气压检测装置检测的气压，并根据该气压判断执行抓取物料99动作的吸附组件和所述真空发生器20之间的气路是否漏气。为了提高漏气判断结果的可靠性，在一个实施例中，不同于传统的利用气压阈值的判断方式，本申请实施例提供的气路控制系统，通过配置多个采样负压值，控制器在监测到反馈的气压达到该采样负压值时就记一下时间，然后利用其中两个采样负压值之间的时间差与不漏气时这两个采样负压值的时间差阈值进行比较，若实际时间差小于时间差阈值，则说明负压变化速度过快，此时判定气路漏气。

这个时间差阈值(即漏气判断时间)可以根据试验值做出设定，例如，可设置两个采样负压值，分别为负压上限值和负压下限值，经过试验，在气路不漏气时，气路保压由负压上限掉到负压下限的时间是1小时，若根据气压检测装置反馈的气压变化情况得知实际上气路保压由负压上限掉到负压下限的时间为0.5小时，则说明漏气。

采样负压值可以选择多个，如-90kpa,-80Kpa，-70Kpa，-60Kpa均作为一个采样负压值，可以通过监测任意两个采样负压值之间压降所花费的实际时间，然后与其对应的时间差阈值进行大小比较，即在多个时间段内分别设置多个不漏气时的压降时间(漏气判断时间)，如:在-80Kpa到-70Kpa，在少量泄露或低微泄露的时间为10min，那就可以预先配置时间差阈值为10min，如果吸附组件在执行抓取物料99动作时，控制器根据气压检测装置反馈的气压值获得从-80Kpa到-70Kpa压降所花费的实际时间低于10min，则判定为气路漏气。具体的漏气检测过程，也可参照下述方法实施例中的描述。

在其中一个实施例中，如图1所示，气路控制系统还包括：与控制器电连接的报警器91，控制器在判定执行抓取物料99动作的吸附组件和所述真空发生器20之间的气路发生漏气时控制所述报警器91执行报警动作。

该报警器91可以包括发光器件、蜂鸣器、显示屏、语音播报器中的一个或多个。相应的，报警动作可以是发光告警，蜂鸣器告警、显示屏显示告警提示内容和显示气压值或者播报漏气提示语音内容等。控制器控制各类型报警器91的具体实现过程可参照传统技术中的实现方式。本领域技术人员可以根据本申请实施例中真空吸附机器人所处于的应用环境，可选用具体的报警器91。当报警器91包括显示屏时，控制器在判定气路发生漏气时控制显示屏显示故障信息，要求操作人员停机排查气路漏气原因。

为了更好地说明报警机制的触发过程，以真空气路保压漏气判断时间为t1，即时间差阈值设置为t1为例，进行说明，该时间差阈值对应的实际压降时间为吸附组件开始执行物料99抓取功能到真空气路内部负压达到负压下限值时的实际时间，通过气压检测装置获得该实际时间，若该实际时间小于t1，则说明真空气路压降变化过快，判定该真空气路漏气，此时控制器控制报警器91报警，触摸屏显示故障信息(例如压降的实际时间或气压变化曲线等)，提醒操作人员检查漏气原因。

在其中一个实施例中，控制器还用于在判定执行抓取物料99动作的吸附组件和所述真空发生器20之间的气路发生漏气时进行停机控制。以避免后续作业过程中导致的物料99意外跌落或者真空泵21长时间工作，从而提高作业安全性和节省资源。

在其中一个实施例中，所述控制器还用于根据所述气压检测装置反馈的气压控制所述真空发生器20气路中的气压稳定在预设负压范围。稳定的吸附力是保证真空吸附机器人工作可靠性的重要指标，本申请实施例提供的气路控制系统，通过实时监测气压监测装置反馈的气压，调节真空发生器20的气压，使其稳定在预设负压范围。该预设负压范围是保证吸附组件抓取物料99时物料99不掉落的最小负压值和不因吸附力过大导致物料99变形的最大负压值，需要说明的是，负压值是指负压大小的绝对值，例如，最大负压值为90Kpa(即负压上限值，其对应的负压为-90Kpa)，最小负压值为60Kpa(即负压下限值，其对应的负压为-60Kpa)。

在一个实施方式中，预设负压范围可以为-(60Kpa～-90Kpa)。

在其中一个实施例中，控制器还与真空泵21电连接，控制器根据气压检测装置反馈的气压控制真空泵21工作或停止，使真空发生器20气路中的气压稳定在预设负压范围。

在其中一个实施方式中，该控制器可以选用PLC(Programmable LogicController，可编程逻辑控制器)来实现，可以通过程序控制，来实现上述控制器所执行的功能，PLC的输出端可与电磁换向阀60的线圈(如图1中所示的YV)、三位五通电磁阀80的各线圈连接，通过控制各线圈的得电失电，来控制各电磁阀的工作状态，实现真空气路保压、壁板快速抓取功能。通过气压检测装置反馈的气压信号(可以是气压值也可以是高低电平信号)，实现真空气路漏气监测功能。该气压检测装置的功能还可以采用压力数显开关来实现，通过压力数显开关在其内部气压不同时输出的电信号值(可以是常闭信号或常开信号)，获得各采样负压值对应的时间，以此实现真空气路漏气判断。

在其中一个实施例中，该控制器控制真空泵21工作，使真空发生器20气路中的气压稳定在预设负压范围的过程，可以利用数显压力开关实现。数显全智能压力开关可以采用的弹性元件有单圈弹簧管、膜片、膜盒及波纹管等来实现达到负压上限值或下限值时的输出信号驱动。开关元件可以有磁性开关、水银开关、微动开关等。

数显压力开关的输入端与气压检测装置的输出端连通，气压检测装置反馈的气体压力可以通过管道作用于数显压力开关的输入端，从而改变数显压力开关内部压力，数显压力开关的第一输出端和第二输出端均与真空泵21电连接，数显压力开关配置有预设负压范围对应的负压上限值和负压下限值。数显压力开关有两路数字信号输出，分别从该第一输出端和第二输出端输入至真空泵21，其中1路设定为超过负压上限值时输出电信号(上限值可以自主设置)，另1路设定为低于负压下限值输出电信号(下限值也可自主设置)，例如：负压上限值可设为90kpa，负压下限值设为60kpa，则气路气压低于60Kpa时数显压力开关第一输出端输出电信号(常开信号)以驱动真空泵21抽真空，负压上升；当实际气压高于90Kpa时数显压力开关第二输出端输出电信号(常闭信号)，以关闭真空泵21，内部保压，负压缓慢下降，经过调整，可以保证真空发生器20提供的负压稳定在该预设负压范围内。

可见，在真空气路保压功能的基础上，本申请实施例提供的气路控制系统可以保持真空气路负压值在设定的负压上限值到负压下限值之间；此时，再用真空吸盘等吸附组件贴到壁板等物料99上，同时开启真空泵21和真空电磁阀阀路(即通过改变电磁换向阀60和三位五通电磁阀80打通真空发生器20和吸附组件之间的气路)，短时间内就能完成壁板等物料99的抓取，使气路负压达到壁板抓取需求的强度。

在其中一个实施例中，气路控制系统还包括：真空破除器40，该真空破除器40的一端所形成的腔室与外界环境连通；该真空破除器40的另一端与上述电磁换向阀的第二进气口相连通。真空破除器40，主要用于加快外界环境空气向上述实施例中形成的负压腔流动的速度，从而实现吸附组件吸附的物料99的快速下放。

本申请实施例提供的气路控制系统，利用电磁换向阀60实现真空发生器20和真空破除器40这两个气路的切换，还可以保证换向过程中储气罐23的压力不会上升，从而可减少真空泵21的工作时长，起到节能作用。

在其中一个实施例中，真空发生器20中，还在真空泵21的出气口设置有第一消声器24，以降低真空吸附机器人作业过程中的噪声。

在其中一个实施例中，该真空破除器40中设置有第一真空过滤器41和第二消声器42，当控制器控制所述电磁换向阀60的第二进气口和出气口连通时，此时吸附组件与真空发生器20之间的气路关闭，吸附组件与真空破除器40之间的气路导通，电磁换向阀60和吸附组件之间管路内的负压作用下，外界环境经过第二消声器42消音后，从第一真空过滤器41的出气口进入气路，使此时吸附有物料99的吸附组件两侧的气压差降低，当低于某个值时，物料99在重力作用下被下放。相较于传统技术中真空发生器20和真空破除器40各采用一个电磁阀控制的方式，本申请实施例提供的气路控制系统，真空发生器20和真空破除器40共用一个电磁阀，实现了物料99的抓取和下放，气路结构简单，成本低。

在其中一个实施例中，所述电磁换向阀60的第一进气口和出气口在失电时连通。如背景技术中所提到的集成卫浴壁板，其重量较重，若在壁板抓取过程中突然断电，导致机器人停止工作，壁板掉落，将会对现场施工人员的人身安全造成严重威胁，也严重威胁到材料和设备安全。基于此，本申请实施例提供的电磁换向阀60在失电时，电磁换向阀60维持在第一进气口和出气口连通的状态，即维持真空发生器20和吸附有物料99的吸附组件之间的气路连通，在真空发生器20负压作用下，吸附组件在断电时，仍能够维持30～40min内物料99不掉落，提供断电保护功能，提高施工过程安全性。储气罐23的设置，可以较大程度延长该掉电物料99不掉落的维持时间。该电磁换向阀60的第一进气口和出气口在得电时气路关闭。该电磁换向阀60内部设置有线圈，控制器与该线圈连接，控制器控制该线圈失电时，该电磁换向阀60内部的第一进气口和出气口连通，类似的，控制线圈得电，即可实现第二进气口和出气口连通控制。

在其中一个实施例中，在进行70kg壁板抓取时，利用本申请实施例提供的气路控制系统，该真空发生器20储气罐23为6L的参数选则下，可以保证10-30min的断电吸附物料99保护，防止发生物料99突然掉落引发的安全事故。同时，也测得电磁换向阀60换向时，储气罐23不会因为换向而泄压，起到储能、节能作用。

在其中一个实施例中，该气路控制系统中控制器还用于控制真空泵21启动，且控制该电磁换向阀60线圈得电，真空破除器40气路导通，真空发生器20气路关闭，此时真空发生器20内部未封闭环境，在真空泵21作用下，不断向外抽气，建立真空压力，待控制器根据气压检测装置反馈的压力判定该真空发生器20的负压稳定在预设负压范围时，可以控制电磁换向阀60失电，并控制三位五通电磁阀80各线圈的得电状态，以进行物料99抓取，在此不再赘述，可参见其余实施例中的描述。

在其中一个实施例中，所述气压检测装置为电接点压力表。该气压检测装置还可以包括多个压力传感器，各压力传感器可以如实施例中举例均匀分布在储气罐23中的不同位置。

在其中一个实施例中，气路控制系统还包括：第二真空过滤器92和第三真空过滤器93。第二真空过滤器92串接在所述第一吸附组件11和所述第一吸附组件11对应的三位五通电磁阀80的出气口之间；第三真空过滤器93串接在所述第二吸附组件22和所述第二吸附组件22对应的三位五通电磁阀80的出气口之间。将真空过滤器用在真空吸盘等形态的吸附组件和真空发生器20之间，可以防止大气中的污染物进入系统造成系统污染。

本申请实施例提供的气路控制系统，可适用于各种形态的真空气路控制应用场景，硬件设计简单，便于推广，且由于所用到的电磁阀数量少，控制效率高。

在其中一个实施例中，该气路控制系统应用的真空吸附机器人，其此采用的第一吸附组件11、第二吸附组件12可以是真空吸盘，第一吸附组件11上设置有多个吸盘，例如3个，第二吸附组件22上也可以设置有多个吸盘，例如3个，多吸盘设置方式，可以提高吸取物料99时的稳定性。

该气路控制系统中，控制器实现该控制逻辑，可通过气路控制方法实现，如图4所示，该方法包括：

S200：当真空吸附机器人需要抓取物料时，控制电磁换向阀的第一进气口和出气口连通；

S400：控制三位五通电磁阀的第一线圈失电，使第一吸附组件与真空发生器之间的气路导通；和/或，控制三位五通电磁阀的第二线圈失电，使第二吸附组件与真空发生器之间的气路导通，形成负压腔；

S600：当真空吸附机器人需要放下所吸附的物料时，控制电磁换向阀的第二进气口和出气口连通，使上述负压腔与外界环境相连通。

该方法的执行主体可以为上述气路控制系统中的控制器，该控制器形态可以是PLC、计算机设备等多种形态。该方法，通过控制电磁换向阀的第一进气口和出气口连通，使真空发生器和三位五通电磁阀进气口侧之间的气路导通，例如，可以通过控制电磁换向阀失电来实现该气路切换，然后根据实际应用场景下，需要抓取的物料重量或者形状，控制三位五通电磁阀的第一线圈失电，使三位五通电磁阀的第一进气口和第一出气口连通，从而使得第一吸附组件与真空发生器之间的气路导通，并在气路中吸附力作用下，第一吸附组件维持抓取状态，进行物料抓取；还可以控制第二线圈失电，使三位五通电磁阀的第二进气口和第二出气口连通，从而使得第二吸附组件与真空发生器之间的气路导通，并在气路中吸附力作用下，第二吸附组件维持抓取状态，进行物料抓取。当无聊较重时，还可以开工至两个线圈同时失电，两个吸附组件与真空发生器之间的气路均导通，第一吸附组件和第二吸附组件同时进行物料抓取，并在气路中吸附力作用下，维持抓取状态，当真空吸附机器人将物料移动至指定位置时，通过控制电磁换向阀得电，此时电磁换向阀的第二进气口与出气口连通，吸附组件所连通的气路由真空发生器气路切换至真空破除器气路，在外界环境作用下，气路中的吸附力逐渐减小，当小于物料重力时，物料被下放至指定位置。

在其中一个实施例中，该气路控制方法还包括步骤：

S800：从形成上述负压腔开始计时，并获取所述气路控制系统中气压检测装置反馈的所述真空发生器气路中的气压；

S900：根据所述真空发生气路中的气压检测结果，获得负压腔内的气压变化至各采样负压值的时间；所述采样负压值为保证吸附效果的预设负压范围内的一个或多个负压值；

S920：若从一个采样负压值变化至另一采样负压值的实际时间小于对应的时间差阈值，则判定形成负压腔的气路漏气；

所述对应的时间差阈值为执行抓取物料动作的吸附组件和所述真空发生器之间的气路不漏气时，气路中的负压从选定的一个采样负压值变化至另一采样负压值所需的时间。这里的从一个采样负压值变化至另一个采样负压值即指代上面两个采样负压值。在判断过程中，可以对任意一对采样负压值压降所花费的实际时间与其对应的时间差阈值大小进行比较，然后根据大小比较结果判断真空气路是否漏气。本申请实施例提供的方法实施例中的具体实现方式，可参见上述气路控制系统中的详细介绍，该气路控制方法还可以包括上述气路控制系统中控制器执行控制逻辑的其他步骤，并达到相同的有益效果，在此不作以赘述。

应该理解的是，虽然图4的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图4中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

本申请实施例还提供了一种气路控制装置，应用于真空吸附机器人，所述真空吸附机器人包括第一吸附组件和第二吸附组件，所述气路控制控制装置如图5所示，包括：

真空吸附切换模块200，用于在真空吸附机器人需要抓取物料时，控制所述电磁换向阀的第一进气口和出气口连通；

工作吸附件选择模块400，用于控制所述三位五通电磁阀的第一线圈失电，使所述第一吸附组件与所述真空发生器之间的气路导通；和/或，控制所述三位五通电磁阀的第二线圈失电，使所述第二吸附组件与所述真空发生器之间的气路导通，形成负压腔；

物料下放执行模块600，用于在真空吸附机器人需要放下所吸附的物料时，控制所述电磁换向阀的第二进气口和出气口连通，使负压腔与外界环境相连通。

在其中一个实施例中，该气路控制装置还包括：

计时和气压数据获取模块800，用于从形成负压腔开始计时，并获取气路控制系统中气压检测装置反馈的真空发生器气路中的气压；

实际压降时间获取模块900，用于根据所述真空发生气路中的气压检测结果，获得负压腔内的气压变化至各采样负压值的时间；所述采样负压值为保证吸附效果的预设负压范围内的一个或多个负压值；

漏气判断模块920，用于在从一个采样负压值变化至另一采样负压值的实际时间小于对应的时间差阈值时，判定形成负压腔的气路漏气；

所述对应的时间差阈值为执行抓取物料动作的吸附组件和所述真空发生器之间的气路不漏气时，气路中的负压从选定的一个采样负压值变化至另一采样负压值所需的时间。

关于气路控制装置的具体限定可以参见上文中对于气路控制方法的限定，在此不再赘述。上述气路控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于控制器中的处理器中，也可以以软件形式存储于控制器中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。需要说明的是，本申请实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

在一个实施例中，提供了一种控制器，该控制器可以是终端，其内部结构图可以如图6所示。该控制器包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该控制器的处理器用于提供计算和控制能力。该控制器的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该控制器的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC(近场通信)或其他技术实现，该存储器上可预存有上述负压上限值、负压下限值、预设负压范围、采样负压值等数据。该计算机程序被处理器执行时以实现一种气路控制方法。该控制器的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该控制器的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是控制器外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的控制器的限定，具体的控制器可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

当然，该控制器也可以是如上述实施例中所给出的PLC、数显压力开关等设备形态。

在一个实施例中，提供了一种控制器，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

S200：当真空吸附机器人需要抓取物料时，控制电磁换向阀的第一进气口和出气口连通；

S400：控制三位五通电磁阀的第一线圈失电，使第一吸附组件与真空发生器之间的气路导通；和/或，控制三位五通电磁阀的第二线圈失电，使第二吸附组件与真空发生器之间的气路导通，形成负压腔；

S600：当真空吸附机器人需要放下所吸附的物料时，控制电磁换向阀的第二进气口和出气口连通，使上述负压腔与外界环境相连通。

该控制器能够如上述气路控制系统和气路控制方法中实施例中介绍的那样来实现上述步骤所能实现的功能，达到上述实施例中各方案整体上所能达到的有益效果，在此不作赘述。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：

S800：从形成上述负压腔开始计时，并获取所述气路控制系统中气压检测装置反馈的所述真空发生器气路中的气压；

S900：根据所述真空发生气路中的气压检测结果，获得负压腔内的气压变化至各采样负压值的时间；所述采样负压值为保证吸附效果的预设负压范围内的一个或多个负压值；

S920：若从一个采样负压值变化至另一采样负压值的实际时间小于对应的时间差阈值，则判定形成负压腔的气路漏气；

所述对应的时间差阈值为执行抓取物料动作的吸附组件和所述真空发生器之间的气路不漏气时，气路中的负压从选定的一个采样负压值变化至另一采样负压值所需的时间。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

S200：当真空吸附机器人需要抓取物料时，控制电磁换向阀的第一进气口和出气口连通；

S400：控制三位五通电磁阀的第一线圈失电，使第一吸附组件与真空发生器之间的气路导通；和/或，控制三位五通电磁阀的第二线圈失电，使第二吸附组件与真空发生器之间的气路导通，形成负压腔；

S600：当真空吸附机器人需要放下所吸附的物料时，控制电磁换向阀的第二进气口和出气口连通，使上述负压腔与外界环境相连通。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：

S800：从形成上述负压腔开始计时，并获取所述气路控制系统中气压检测装置反馈的所述真空发生器气路中的气压；

S900：根据所述真空发生气路中的气压检测结果，获得负压腔内的气压变化至各采样负压值的时间；所述采样负压值为保证吸附效果的预设负压范围内的一个或多个负压值；

S920：若从一个采样负压值变化至另一采样负压值的实际时间小于对应的时间差阈值，则判定形成负压腔的气路漏气；

所述对应的时间差阈值为执行抓取物料动作的吸附组件和所述真空发生器之间的气路不漏气时，气路中的负压从选定的一个采样负压值变化至另一采样负压值所需的时间。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。

在一个实施例中，提供一种真空吸附机器人，包括：本体1，与所述本体1机械连接的第一吸附组件11和第一吸附组件11，以及如图1及上述文字描述的气路控制系统。该真空吸附机器人所执行物料99抓取和下放的控制过程，可以参照上述气路控制系统和控制方法实施例中的介绍，在机器人将吸附组件移动至物料99位置或指定的安装位置时，通过上述气路控制系统中的气路控制逻辑，可以实现物料99的快速抓取和下放，并且该真空吸附机器人能够实现上述气路控制系统中的所有功能，并达到相应的有益效果。

该真空吸附机器人可以是如图3a-3d所示的结构，该本体1上集成有机械臂13、第一吸附组件11和第二吸附组件12，还包括驱动件2，驱动件2驱动机械臂运动带动设置在该机械臂13上一端的第二吸附组件11、第二吸附组件12移动至物料99所在位置，此时上述气路控制系统中的控制器执行上述气路控制方法的步骤，实现物料99的抓取和下放。在抓取过程中，还可以根据实际物料99的情况，控制其中一个吸附组件工作或者两个吸附组件(11和12)一起工作，以实现对不同物料99的抓取，保证抓取效果。且由于这种灵活配置，可以应用于复杂场景下，多类型物料99的抓取，适用范围广。

由于建筑工地瓷砖、壁板和玻璃等物件越来越大，发展越来越装配化，无论是重量还是体积都比较大，采用真空吸附不伤及物体建筑构件，同时解决建筑构件安装运输难、体力劳动高等难点，所以该真空吸附机器人的一个应用场景可以是卫浴壁板安装场景，该真空吸附机器人可以是壁板安装机器人，用于进行壁板安装。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。