一种基于自动循迹的埋线机器人的制作方法

本实用新型涉及机械设备，具体是一种基于自动循迹的埋线机器人。

背景技术：

目前社区内安装门禁系统和摄像装置布线时首先需要人工切割出线槽，在清理完碎石以及杂物之后将导线安装在线槽内，待导线安装完成之后再根据布线环境，将沥青或者水泥浇灌至线槽当中完成密封。完成布线这套流程需要大量的人工操作、有着十分繁复的操作工序，如果在布线、装配的过程中用机器人代替人工操作将节省许多人力、物力以及时间，此外利用机器人的精准定位与自动导航可以更加精准的完成切割以及埋线，这样可以降低人工操作所出现的误差。

技术实现要素：

本实用新型目的是针对现有技术的不足，而提供一种基于自动循迹的埋线机器人。这种机器人结构简单、成本低、适用性广，能提高生产效率、降低人工成本。

实现本实用新型目的的技术方案是：

一种基于自动循迹的埋线机器人，与现有技术不同处在于，包括设有一组与第三电机连接的车轮的车体，车体上设有由上至下相互叠接的上车厢和下车厢，上车厢上设有plc控制器和与plc控制器电连接的摄像采集单元及封料搅拌桶，封料搅拌桶设有下料管，所述下车厢位于车体前进方向的前端部设有2个与第二电机电连接的结构相同且向下倾斜的第一传动杆和第二传动杆，第一传动杆和第二传动杆的向下的端头部分别连接与第一电机连接的呈圆盘状的第一电锯和第二电锯，第一传动杆和第二传动杆之间设有调节第一传动杆和第二传动杆两者间距的滑槽，调节滑槽可以调节第一电锯和第二电锯的间距，进而调节割线槽的宽度，车体的底部位于第一电锯和第二电锯后方依次设有与第四电机连接的铲斗、与第五电机连接的缠绕信号线的卷筒，其中铲斗下端中心点、缠绕信号线卷筒的中心点、下料管下端中心点与第一电锯和第二电锯轴连线中心点处在一条直线上，第一电机、第二电机、第三电机、第四电机和第五电机均与plc控制器电连接。

所述摄像采集单元设有两个与plc控制器电连接且相距50cm的双目摄像头。

所述第一传动杆和第二传动杆均通过轴承分别链接第一电锯和第二电锯，第一电锯和第二电锯在plc控制器控制下可做90°的上下运动。

所述卷筒为力矩式卷筒，卷筒上的动力部分和调速部分是由第五电机承担，第五电机调速范围宽，具有较软的机械特性，当负载变化时电机的工作转速也相应变化，即负载增加转速下降，负载下降转速上升，而且电机可以在其转矩、转速的机械特性曲线上任意一点都能长期稳定的运行，所以可以保证信号线在卷盘的相应半径上获得适当的卷绕速度和拉力，卷筒可用kdo系例卷筒。

所述plc控制器为西门子s7系列微型plc。

本技术方案中机器人的工作过程为：在所要铺设线路的地面上预先画上白线作为路径，待小车内部装载程序预先初始化完成后首先由摄像采集单元采集图像获取白线位置，若未采集到白线则第三电机停止运行使车轮停止前进，若是在运行过程中摄像采集单采集到人或其他事物，plc控制器1将控制其它所有已运行单元停止，若是摄像采集单元采集到白线影像，提取白线灰度值并启动小车第三电机带动车轮转动，开始按照白线的绘制路径开始循迹，同时plc控制器控制第二电机带动第一传动杆、第二传动杆降下，第一电机带动第一电锯、第二电锯转动进行切割，切割地面产生凹槽，切割同时小车前行，plc控制器控制第四电机带动铲斗由凹槽中央向凹槽两边外推切割出的杂物，将凹槽中的杂物铲出，控制缠绕信号线的卷筒的第五电机延时启动，第五电机输出阻碍力，卷筒卷盘匀速转动，使得信号线匀速放下，与小车速度同步，封料搅拌桶的加料口在小车运行时自动锁死，封料搅拌桶开始顺时针匀速旋转搅拌水泥或者沥青，卸料开关打开，填充材料顺着下料管填充至所开的凹槽当中。

本技术方案中，机器人切割凹槽、埋线程序流程如下：

步骤201：初始化摄像采集单元和控制系统plc控制器；

步骤202：摄像采集单元采集图像，plc控制器对比预先设定的白线的灰度值进行二值化提取白线；

步骤203：plc控制器判断所提取图像是否存在白线，图像不否存在白线则返回至步骤201；

步骤204：plc控制器控制第二电机带动第一传动杆、第二传动杆降下至地面，第一电机带动第一电锯、第二电锯开始切割地面；

步骤205：plc控制器控制第三电机启动，带动车轮，控制机器人直行或者转向；

步骤206：摄像采集单元检测前方是否有行人，若检测到行人则返回至步骤201；

步骤207：plc控制器控制第四电机带动铲斗由凹槽中央向凹槽两边外推切割出的杂物，将凹槽中的杂物铲出；

步骤208：plc控制器控制第五电机，带动卷筒信号线转动下放，将信号线匀速放置于所开凹槽中；

步骤209：在封料搅拌桶旋转的过程中，plc控制器开启封料搅拌桶的卸料口，封料沿着下料管均匀的输送至所开凹槽中完成密封。

这种机器人结构简单、成本低、适用性广，能提高生产效率、降低人工成本。

附图说明

图1为实施例的结构示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为实施例中机器人切割凹槽、埋线程序流程示意图。

图中：1.摄像采集单元2.上车厢3.第一传动杆3-1.第二传动杆4.下车厢5.第一电锯5-1.第二电锯6.封料搅拌桶7.下料管8.车轮9.铲斗10.卷筒11.车体12.第一电机13.第二电机14.第三电机15.第四电机16.第五电机17.plc控制器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的内容进行阐述，但不是对本实用新型的限定。

实施例：

参照图1，图2，一种基于自动循迹的埋线机器人，包括设有一组与第三电机14连接的车轮8的车体11，车体11上设有由上至下相互叠接的上车厢2和下车厢4，上车厢2上设有plc控制器17和与plc控制器17电连接的摄像采集单元1及封料搅拌桶6，封料搅拌桶6设有下料管7，所述下车厢4位于车体11前进方向的前端部设有2个与第二电机13电连接的结构相同且向下倾斜的第一传动杆3和第二传动杆3-1，第一传动杆3和第二传动杆3-1的向下的端头部分别连接与第一电机12连接的呈圆盘状的第一电锯5和第二电锯5-1，第一传动杆3和第二传动杆3-1之间设有调节第一传动杆3和第二传动杆3-1两者间距的滑槽，调节滑槽可以调节第一电锯5和第二电锯5-1的间距，进而调节割线槽的宽度，车体11的底部位于第一电锯5和第二电锯5-1后方依次设有与第四电机15连接的铲斗9、与第五电机16连接的缠绕信号线的卷筒10，其中铲斗9下端中心点、缠绕信号线卷筒10的中心点、下料管7下端中心点与第一电锯5和第二电锯5-1轴连线中心点处在一条直线上，第一电机12、第二电机13、第三电机14、第四电机15和第五电机16均与plc控制器17电连接。

所述摄像采集单元1设有两个与plc控制器17电连接且相距50cm的双目摄像头。

所述第一传动杆3和第二传动杆3-1均通过轴承分别链接第一电锯5和第二电锯5-1，第一电锯5和第二电锯5-1在plc控制器17控制下可做90°的上下运动。

所述卷筒10为力矩式卷筒，卷筒10上的动力部分和调速部分是由第五电机16承担，第五电机16调速范围宽，具有较软的机械特性，当负载变化时电机的工作转速也相应变化，即负载增加转速下降，负载下降转速上升，而且电机可以在其转矩、转速的机械特性曲线上任意一点都能长期稳定的运行，所以可以保证信号线在卷盘的相应半径上获得适当的卷绕速度和拉力，本例卷筒采用kdo系例卷筒。

所述plc控制器17为西门子s7系列微型plc。

本技术方案中机器人的工作过程为：在所要铺设线路的地面上预先画上白线作为路径，待小车11内部装载程序预先初始化完成后首先由摄像采集单元1采集图像获取白线位置，若未采集到白线则第三电机14停止运行使车轮8停止前进，若是在运行过程中摄像采集单1采集到人或其他事物，plc控制器17将控制其它所有已运行单元停止，若是摄像采集单元1采集到白线影像，提取白线灰度值并启动小车11第三电机14带动车轮转动，开始按照白线的绘制路径开始循迹，同时plc控制器17控制第二电机13带动第一传动杆3-1、第二传动杆3-2降下，第一电机12带动第一电锯5、第二电锯5-1转动进行切割，切割地面产生凹槽，切割同时小车11前行，plc控制器17控制第四电机15带动铲斗9由凹槽中央向凹槽两边外推切割出的杂物，将凹槽中的杂物铲出，控制缠绕信号线的卷筒10的第五电机16延时启动，第五电机16输出阻碍力，kdo系例卷筒10卷盘匀速转动，使得信号线匀速放下，与小车11速度同步，封料搅拌桶16的加料口在小车运行时自动锁死，封料搅拌桶16开始顺时针匀速旋转搅拌水泥或者沥青，卸料开关打开，填充材料顺着下料管7填充至所开的凹槽当中。

本技术方案中，机器人切割凹槽、埋线程序流程如下：

步骤201：初始化摄像采集单元1和控制系统plc控制器17；

步骤202：摄像采集单元1采集图像，plc控制器17对比预先设定的白线的灰度值进行二值化提取白线；

步骤203：plc控制器17判断所提取图像是否存在白线，图像不否存在白线则返回至步骤201；

步骤204：plc控制器17控制第二电机13带动第一传动杆3-1、第二传动杆3-2降下至地面，第一电机12带动第一电锯5、第二电锯5-1开始切割地面；

步骤205：plc控制器17控制第三电机14启动，带动车轮8，控制机器人直行或者转向；

步骤206：摄像采集单元1检测前方是否有行人，若检测到行人则返回至步骤201；

步骤207：plc控制器17控制第四电机15带动铲斗9由凹槽中央向凹槽两边外推切割出的杂物，将凹槽中的杂物铲出；

步骤208：plc控制器17控制第五电机16，带动卷筒10信号线转动下放，将信号线匀速放置于所开凹槽中；

步骤209：在封料搅拌桶6旋转的过程中，plc控制器17开启封料搅拌桶的卸料口，封料沿着下料管7均匀的输送至所开凹槽中完成密封。