壁面吸附作业装置、方法及其机器人作业群

本发明涉及壁面吸附设备，具体地，涉及一种壁面吸附作业装置、方法及其机器人作业群。

背景技术：

1、大型复杂构件的尺寸更大、结构更加复杂，待加工面、难加工面数量大、种类多，吸附式机器人是有效解决复杂难加工面的重要手段之一。

2、但随着大型构件的表面复杂结构增多，如飞机壁板长桁、火箭筒体连接筋板等，吸附式机器人越障需求增多，传统的机器人越障过程与作业过程分离，难以实现高效越障，多点协同作业。同时，面向非导磁板材壁面制造，传统负压吸附噪声大振动强，干扰机器人末端精密作业；磁吸附具有静音、稳定吸附的优点，但无法吸附于非导磁壁面。

3、针对现有技术的以上缺陷，亟需设计一款新的产品，以解决非导磁板材磁力吸附、机器人越障、协同作业效率低的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种壁面吸附作业装置、方法及其机器人作业群。

2、根据本发明提供的一种壁面吸附作业装置，包括：

3、第一机器人，布置在被加工板件的一侧，包括多个第一功能组件以及分别与多个第一功能组件连接的第一机身组件；

4、第二机器人，布置在被加工板件的另一侧，包括多个第二功能组件以及分别与多个第二功能组件连接的第二机身组件；

5、其中，在第一个第一功能组件与第一个第二功能组件磁性吸附使得位于所述被加工板件两侧的第一机器人、第二机器人均能够稳定保持在加工板件上并能够在第二个所述第一功能组件与第二个第二功能组件磁性吸附后，第一个第一功能组件、第一个第二功能组件分别在第一机身组件、第二机身组件的驱使下脱离所述被加工板件后实现越障并向目标方向运动，在机器人运动或静止的过程中均能够对所述被加工板件进行加工作业。

6、优选地，所述被加工板件为磁性材料或非磁性材料。

7、优选地，所述第一机器人和第二机器人中的至少一个能够被省略进而仅通过至少一个功能组件即可通过磁力或真空吸附在所述被加工板件上从而使得机器人能够稳定保持在加工板件上实现目标任务。

8、优选地，多个所述第一功能组件中的至少一个具有加工功能；

9、多个所述第二功能组件中的至少一个具有加工功能。

10、优选地，所述第一机身组件、第二机身组件均包括多个支链，每相邻的两个支链之间通过可锁定关节或可锁定移动副连接使得机身组件形成一个串联的机身结构或者形成一个串并联相组合的机身结构。

11、优选地，不同的所述第一功能组件具有相同或不同的支链数量和空间结构布置；

12、不同的所述第二功能组件具有相同或不同的支链数量和空间结构布置。

13、优选地，所述可锁定关节能够使得两个相连的支链处于关节状态或锁定状态，其中，所述的锁定状态能够使得两个相连的支链处于直线状态或弯折状态。

14、优选地，所述可锁定移动副能够实现两个相连的支链变长、缩短、相对转动中的至少一种动作。

15、根据本发明提供的一种机器人作业群，包括多个所述的壁面吸附作业装置，能够同时多所述被加工板件的不同部位进行加工作业。

16、根据本发明提供的一种壁面吸附作业方法，通过第一功能组件和/或第二机身组件采用单点位或多点位吸附的方式实现第一机身组件和/或第二机身组件稳定保持在加工板件上并通过第一功能组件和/或第二机身组件实现被加工板件的加工作业，其中，通过多个第一功能组件的交替吸附和/或通过多个第二机身组件的交替吸附能够使得机身组件实现运动式越障动作。

17、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

18、本发明针对大型板材表面加工，采用仿生式多点位吸附的方式，通过吸附与作业耦合的功能组件，既实现单模块对壁面的稳定吸附，又能够实现对壁板的作业加工，且不同的功能组件可设置为相同或不同加工功能，可实现多点位协同吸附、作业、越障等功能，解决了非导磁板材磁力吸附、机器人越障、协同作业效率低的问题，大大提高了工作效率，具有低噪音、吸附稳定的特点。

技术特征：

1.一种壁面吸附作业装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的壁面吸附作业装置，其特征在于，所述被加工板件(3)为磁性材料或非磁性材料。

3.根据权利要求1所述的壁面吸附作业装置，其特征在于，所述第一机器人(1)和第二机器人(2)中的至少一个能够被省略进而仅通过至少一个功能组件即可通过磁力或真空吸附在所述被加工板件(3)上从而使得机器人能够稳定保持在加工板件(3)上实现目标任务。

4.根据权利要求1所述的壁面吸附作业装置，其特征在于，多个所述第一功能组件(11)中的至少一个具有加工功能；

5.根据权利要求1所述的壁面吸附作业装置，其特征在于，所述第一机身组件(12)、第二机身组件(22)均包括多个支链(101)，每相邻的两个支链(101)之间通过可锁定关节(121)或可锁定移动副(122)连接使得机身组件形成一个串联的机身结构或者形成一个串并联相组合的机身结构。

6.根据权利要求5所述的壁面吸附作业装置，其特征在于，不同的所述第一功能组件(11)具有相同或不同的支链(101)数量和空间结构布置；

7.根据权利要求5所述的壁面吸附作业装置，其特征在于，所述可锁定关节(121)能够使得两个相连的支链(101)处于关节状态或锁定状态，其中，所述的锁定状态能够使得两个相连的支链(101)处于直线状态或弯折状态。

8.根据权利要求6所述的壁面吸附作业装置，其特征在于，所述可锁定移动副(122)能够实现两个相连的支链(101)变长、缩短、相对转动中的至少一种动作。

9.一种机器人作业群，其特征在于，包括多个权利要求1至8任一项所述的壁面吸附作业装置，能够同时多所述被加工板件(3)的不同部位进行加工作业。

10.一种壁面吸附作业方法，其特征在于，通过第一功能组件(11)和/或第二机身组件(22)采用单点位或多点位吸附的方式实现第一机身组件(12)和/或第二机身组件(22)稳定保持在加工板件(3)上并通过第一功能组件(11)和/或第二机身组件(22)实现被加工板件(3)的加工作业，其中，通过多个第一功能组件(11)的交替吸附和/或通过多个第二机身组件(22)的交替吸附能够使得机身组件实现运动式越障动作。

技术总结
本发明提供了一种壁面吸附作业装置、方法及其机器人作业群，作业装置，包括分别布置在被加工板件两侧的第一机器人、第二机器人，第一机器人包括多个第一功能组件以及分别与多个第一功能组件连接的第一机身组件；第二机器包括多个第二功能组件以及分别与多个第二功能组件连接的第二机身组件；在第一个第一功能组件与第一个第二功能组件磁性吸附并能够在第二个第一功能组件与第二个第二功能组件磁性吸附后，第一个第一功能组件、第一个第二功能组件分别在第一机身组件、第二机身组件的驱使下脱离被加工板件后实现越障和加工作业。本发明解决了非导磁板材磁力吸附、机器人越障、协同作业效率低的问题，大大提高了工作效率。

技术研发人员：杨斌堂,张啸
受保护的技术使用者：上海交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14