中煤科工機器人科技有限公司;清華大學深圳國際研究生院王雷獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉中煤科工機器人科技有限公司;清華大學深圳國際研究生院申請的專利一種智能噴漿機器人用械臂噴漿路徑規劃系統獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120439317B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-26發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510941288.0,技術領域涉及:B25J9/16;該發明授權一種智能噴漿機器人用械臂噴漿路徑規劃系統是由王雷;王學謙;朱玉芹;譚俊波;王忠賓;楊闖;張鑫;徐瑤;崔大明;張維娜;李博識;唐超權;司壘;周公博設計研發完成,并于2025-07-09向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種智能噴漿機器人用械臂噴漿路徑規劃系統在說明書摘要公布了:本發明公開了一種智能噴漿機器人用械臂噴漿路徑規劃系統,涉及噴漿機器人技術領域。本發明包括處理單元、計算模塊、控制臺、無線模塊、流量傳感器、第一傳感器、第二傳感器、平臺車、視覺單元和機械臂,視覺單元包括圖像模塊和深度模塊,控制臺的端口與無線模塊的端口連接通信,無線模塊的另一端口與處理單元的端口建立通信,流量傳感器、第一傳感器、圖像模塊、深度模塊的輸出端均與處理單元的輸入端連接,本發明通過加入流體分析補償,減少噴漿時重力加速度和流體粘度對混凝土的影響,使得噴漿時混凝土的落點更加精準,噴漿作業通過加入振動補償,可以減小平臺車和機械臂運動時產生的振動對噴漿作業的影響。
本發明授權一種智能噴漿機器人用械臂噴漿路徑規劃系統在權利要求書中公布了:1.一種智能噴漿機器人用械臂噴漿路徑規劃系統,包括處理單元、計算模塊、控制臺、無線模塊、流量傳感器、第一傳感器、第二傳感器、平臺車、視覺單元和機械臂,所述視覺單元包括圖像模塊和深度模塊,所述控制臺的端口與無線模塊的端口連接通信,所述無線模塊的另一端口與處理單元的端口建立通信,所述流量傳感器、第一傳感器、圖像模塊、深度模塊的輸出端均與處理單元的輸入端連接,所述處理單元的輸出端分別與平臺車、計算模塊和機械臂的輸入端連接,所述第二傳感器的輸出端與計算模塊的輸入端連接,所述計算模塊的輸出端與機械臂的輸入端連接,處理單元內部預設了機械臂的噴漿管路口半徑r;其特征在于: 所述圖像模塊獲取機器人所在區域正前方的圖像信息并傳輸至處理單元,所述深度模塊獲取機器人所在區域正前方的深度信息并傳輸至處理單元,所述處理單元將圖像信息通過無線模塊傳輸至控制臺,控制臺通過無線模塊下發目標位置至處理單元,處理單元執行移動路徑規劃程序得到移動路徑,處理單元根據移動路徑發送移動指令至平臺車,平臺車驅動機器人整體移動至目標位置,控制臺將需要加固的區域傳輸至處理單元,處理單元執行噴漿路徑規劃程序對需要加固的區域進行噴漿加固,機械臂末端與需要加固的區域相距0.2r; 機器人噴漿加固過程中,處理單元執行流體分析補償程序,處理單元和計算模塊共同執行振動補償程序; 第一傳感器安裝于平臺車內部,第二傳感器數量為3個,第一傳感器獲取平臺車的振動信息w1并傳輸至處理單元,機械臂分為三節,依次分別為第一節、第二節和第三節,第二傳感器分別位于第一節與第二節連接關節處、第二節與第三連接關節處和第三節末端,第二傳感器依次獲取第一節與第二節連接處的振動信息w2、第二節與第三節連接處的振動信息w3和第三節末端的振動信息w4,第二傳感器將振動信息w2和w3傳輸至處理單元中,第二傳感器將振動信息w4傳輸至計算模塊中,處理單元內部預設了機械臂的第一節、第二節和第三節的質量,依次標記為m1、m2和m3,處理單元內部預設了機械臂的扭轉剛度k; 振動補償程序包括末端補償進程和綜合補償進程; 將發送給機械臂的指令同步發送給計算模塊,根據同步接收的指令確定機械臂第三節的運動軌跡,計算模塊從機械臂第三節的運動軌跡中提取出機械臂的停止點po3; 在機械臂第三節達到停止點po3前,計算模塊執行末端補償進程,建立末端曲線圖,末端曲線圖橫坐標為時間,縱坐標為振動幅度,將振動信息w4輸入末端曲線圖中得到振動曲線qx4,計算模塊從振動曲線qx4中確定機械臂第三節位于停止點po3時的時間qt3,并提取時間qt3對應的相位角和振動幅度A3,根據公式計算停止點po3的振動偏移量,將振動偏移量傳輸至機械臂中,機械臂根據偏移量調節機械臂第三節的固有頻率抵消偏移量; 處理單元確定機械臂第一節和第二節的運動軌跡,處理單元從機械臂第一節運動軌跡中提取出機械臂的停止點po1,處理單元從機械臂第二節運動軌跡中提取出機械臂的停止點po2; 在機械臂第一節達到停止點po1前,處理單元執行綜合補償進程,建立綜合曲線圖,綜合曲線圖橫坐標為時間,縱坐標為振動幅度,處理單元將振動信息w1、w2和w3輸入綜合曲線圖中得到振動曲線qx1、qx2和qx3,處理單元從振動曲線qx2中確定機械臂第一節位于停止點po1時的時間qt1,從振動曲線qx3中確定機械臂第二節位于停止點po2時的時間qt2; 處理單元從提取振動曲線qx2中提取時間qt1對應的相位角和振動幅度A1,從提取振動曲線qx3中提取時間qt2對應的相位角和振動幅度A2,從提取振動曲線qx1中提取時間qt1和時間qt2對應的相位角和振動幅度A4,根據公式計算停止點po1的振動偏移量,根據公式計算停止點po2的振動偏移量,根據公式計算停止點po2和停止點po1的振動偏移量; 處理單元根據公式計算分別機械臂第一節和第二節的綜合偏移量,、和為權重系數且滿足條件,處理單元調節機械臂第一節和第二節的固有頻率抵消綜合偏移量。
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