一种具有自动稳定装置的自主移动机器人

技术领域

本发明涉及智能机器人领域，具体为一种具有自动稳定装置的自主移动机器人。

背景技术

智能机器人之所以叫智能机器人，这是因为它有相当发达的"大脑"。在脑中起作用的是中央处理器，这种计算机跟操作它的人有直接的联系。最主要的是，这样的计算机可以进行按目的安排的动作。正因为这样，我们才说这种机器人才是真正的机器人，尽管它们的外表可能有所不同。

目前板材加工用自主机器人在实际加工过程中，由于自身的稳定性较差，在其对刀过程中，在加工精度、工作效率以及加工成本均有所欠缺。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前板材加工用自主机器人在实际加工过程中，由于自身的稳定性较差，在其对刀过程中，在加工精度、工作效率以及加工成本均有所欠缺等方面的缺点，而提出一种具有自动稳定装置的自主移动机器人。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种具有自动稳定装置的自主移动机器人，在视觉机器人的基础上将其进行升级和改造，共包括智能总控机、超清相机、定位尺、无影灯、工作台、激光划线仪、滑轨、油缸活塞、刀头、X轴方向丝杠和Z轴方向丝杠，所述智能总控机位于滑轨的一侧，所述工作台水平设置于滑轨的上方，所述工作台的上方固定有定位尺、油缸活塞和板材，所述X轴方向丝杠、Z轴方向丝杠分别水平和垂直设置，其中X轴方向丝杠整体位于Z轴方向丝杠上，所述刀头通过滑块位于X轴方向丝杠，所述超清相机位于工作台运动方向的正前方，所述无影灯位于超清相机的两侧，所述激光划线仪位于工作台的一侧并与工作台相对应。

优选的，所述视觉机器人的类型为单臂式机器人，但也可以是桥式的。

优选的，所述工作台的切割顺序为先90度后0度，其切割顺序也可以是先0度后90度。

优选的，所述工作台沿Y轴方向在滑轨上运动，刀头只能沿X轴和Z轴方向移动，通过工作台沿Y轴方向在滑轨上运动来完成切割。

优选的，所述定位尺共设置有两处，两处定位尺分别通过螺钉固定于工作台的边缘，并且两处定位尺相互垂直，油缸活塞通过螺栓固定于定位尺对侧的边缘处，通过定位尺和油缸活塞的配合共同固定待切割的板材。

优选的，所述超清相机的外侧设置有防护罩，所述防护罩内设置有相机升降架，所述相机升降架的顶部通过螺栓固定有三维支架，所述三维支架的顶部通过螺钉固定有超清相机，无影灯和激光划线仪均通过普通固定支架安装固定。其中，超清相机通过防护罩能够有效起到保护作用，延长使用寿命，超清相机通过相机升降架可进行高度调节，再通过三维支架方便调整超清相机的姿态，确保超清相机居中面向要求的拍摄区域最终实现精准测量定位；无影灯照向板材表面，用于确保板材表面的亮度均匀度，降低周围光线的影响，确保超清相机获取到稳定清晰的图片，有利于提高自动识别的准确度；激光划线仪用于检测板材的垂直度。

优选的，所述智能总控机上设置有显示屏，其内部设置有若干功能，具体有“保护罩门开关”按钮、“拍照”按钮、“确定长度”按钮、“确定顶点”按钮、“轮廓提取”按钮、“计算刀路”按钮、“增加刀路”按钮、“删除刀路”按钮和“启动切割”按钮，通过智能总控机来实现自动化控制，有效提高了切割的精度和工作效率。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.拍照自动测量确定板材的长度（即确定切割起点和终点）和顶点，根据曲线轮廓自动生成刀路数据，切割起始位置自动对刀，操作简单，自动化程度高。

2.在操作过程中更加稳定及可靠。

附图说明

图1为本发明中工作台90度时的俯视组成结构示意图。

图2为本发明中工作台0度时的俯视组成结构示意图。

图中：1-智能总控机，2-超清相机，3-定位尺，4-无影灯，5-工作台，6-激光划线仪，7-滑轨，8-固定活塞，9-刀头，10-X轴方向丝杠，11-Z轴方向丝杠，12-板材。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：

一种具有自动稳定装置的自主移动机器人，在视觉机器人的基础上将其进行升级和改造，共包括智能总控机1、超清相机2、定位尺3、无影灯4、工作台5、激光划线仪6、滑轨7、油缸活塞8、刀头9、X轴方向丝杠10和Z轴方向丝杠11，所述智能总控机1位于滑轨7的一侧，所述工作台5水平设置于滑轨7的上方，所述工作台5的上方固定有定位尺3、油缸活塞8和板材12，所述X轴方向丝杠10、Z轴方向丝杠11分别水平和垂直设置，其中X轴方向丝杠10整体位于Z轴方向丝杠11上，所述刀头9通过滑块位于X轴方向丝杠10，所述超清相机2位于工作台5运动方向的正前方，所述无影灯4位于超清相机2的两侧，所述激光划线仪6位于工作台5的一侧并与工作台5相对应。

所述视觉机器人的类型为单臂式机器人，但也可以是桥式的。

所述工作台5的切割顺序为先90度后0度，其切割顺序也可以是先0度后90度。

所述工作台5沿Y轴方向在滑轨7上运动，刀头9只能沿X轴和Z轴方向移动，通过工作台5沿Y轴方向在滑轨7上运动来完成切割。

所述定位尺3共设置有两处，两处定位尺3分别通过螺钉固定于工作台5的边缘，并且两处定位尺3相互垂直，油缸活塞8通过螺栓固定于定位尺3对侧的边缘处，通过定位尺3和油缸活塞8的配合共同固定待切割的板材12。

所述超清相机2的外侧设置有防护罩，所述防护罩内设置有相机升降架，所述相机升降架的顶部通过螺栓固定有三维支架，所述三维支架的顶部通过螺钉固定有超清相机2，无影灯4和激光划线仪6均通过普通固定支架安装固定。其中，超清相机2通过防护罩能够有效起到保护作用，延长使用寿命，超清相机2通过相机升降架13可进行高度调节，再通过三维支架方便调整超清相机2的姿态，确保超清相机2居中面向要求的拍摄区域最终实现精准测量定位；无影灯4照向板材12表面，用于确保板材12表面的亮度均匀度，降低周围光线的影响，确保超清相机2获取到稳定清晰的图片，有利于提高自动识别的准确度；激光划线仪6用于检测板材12的垂直度。

所述智能总控机1上设置有显示屏，其内部设置有若干功能，具体有“保护罩门开关”按钮、“拍照”按钮、“确定长度”按钮、“确定顶点”按钮、“轮廓提取”按钮、“计算刀路”按钮、“增加刀路”按钮、“删除刀路”按钮和“启动切割”按钮，通过智能总控机1来实现自动化控制，有效提高了切割的精度和工作效率。

本发明的工作原理：

选用单臂式视觉机器人，其切割顺序为工作台5先90度再0度，其切割操作流程为双面仿形，其具体切割流程为：

步骤1：当工作台5处于90度时，工人把画好一段或者多段加工曲线（加工曲线颜色与板材表面颜色有明显区别）的待仿形的板材12放到工作台5上，并且紧贴定位尺3，并通过对照激光划线仪6确保板材12的垂直度，如果是小块石料，则还需要通过油缸活塞8顶紧板材12，确保仿形切割时板材12的稳定性；

步骤2：点击智能总控机1界面的“拍照”按钮，全程通过智能软件自动控制，工作台5自动沿着滑轨7回到原点，然后自动打开无影灯4，然后工作台5前方的超清相机2自动拍照；

步骤3：在智能总控机1界面显示的图像上框选板材12的上边缘和左右边缘，点击智能总控机1界面上的“确定长度”按钮自动根据板材左右边缘获得板材0度仿形切割的长度，根据定位尺3位置预置的切割终点坐标自动计算切割起点坐标，然后点击智能总控机1界面的“确定顶点”按钮自动根据板材上边缘计算90度方向的板材最高点坐标；

步骤4：在智能总控机1界面显示的图像上分别框选整个板材12的各段曲线，由于所画的曲线与板材12有明显的色差，因此可通过智能总控机1界面的“轮廓提取”按钮使用内置的机器视觉识别算法自动获取曲线的轮廓，如果自动识别轮廓失败也可以手动在图像上直接选点连线构成曲线的轮廓；

步骤5：点击智能总控机1界面的“计算刀路”按钮，自动基于曲线轮廓下边缘和预置的分片距离以及切割余量等参数计算出90度方向所有刀路坐标，并可视化地叠加在图像上，智能总控机1界面有“增加刀路”按钮和“删除刀路”按钮可以灵活的根据需要非常直观地在图像上增删刀路；

步骤6：使用智能总控机1下方面板的台车旋转按钮将工作台5转到0度；

步骤7：点击智能总控机1界面的“拍照”按钮，通过智能软件控制，工作台5自动沿着滑轨7回到原点，然后自动打开无影灯4，然后工作台5前方的超清相机2自动拍照；

步骤8：在智能总控机1界面显示的图像上框选板材12的上边缘和左右边缘，点击智能总控机1界面的“确定长度”按钮自动根据板材12的左右边缘获得板材90度仿形切割的长度，根据定位尺3预置的切割终点坐标自动计算切割起点坐标，然后点击智能总控机1界面的“确定顶点”自动根据板材12的上边缘计算0度方向的板材最高点坐标；

步骤9：在智能总控机1界面显示的图像上分别框选整个板材12的各段曲线，由于所画的曲线与板材12有明显的色差，因此可通过智能总控机1界面的“轮廓提取”按钮，使用内置的机器视觉识别算法自动获取曲线的轮,如果自动识别轮廓失败也可以手动在图像上直接选点连线构成曲线的轮廓；

步骤10：点击智能总控机1界面的”计算刀路”按钮，自动基于轮廓下边缘和预置的分片距离以及切割余量等参数计算出0度方向所有刀路坐标，并可视化地叠加在图像上，智能总控机1界面有“增加刀路”按钮和“删除刀路”按钮可以灵活的根据需要非常直观地在图像上增删刀路；

步骤11：使用智能总控机1界面的“启动切割”按钮启动仿形切割，使刀头9通过X轴方向丝杠10和Z轴方向丝杠11并根据步骤8确定的板材顶点坐标和步骤10确定的刀路坐标及预设的单次降刀量进行定位，然后工作台5沿着滑轨7在步骤3确定的起点和预置的终点往复运动，一个方向所有刀路切割完毕，自动转到另外一个方向并根据步骤3确定的板材顶点坐标和步骤5的刀路坐标及预设的单次降刀量和步骤8确定的起点和终点进行切割。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。