[发明专利]一种机场水泥混凝土道面板接缝自动抠缝作业的机器人

权利要求书

1.一种机场水泥混凝土道面板接缝自动抠缝作业的机器人，其特征在于，包括中间镂空、且呈回字形状的车体机架(1)，设置在所述车体机架(1)的中间镂空内的抠缝操作机构(3)，设置在所述机场道面边缘的定位基站，与所述定位基站无线通信连接、用于获取所述机场道面的待抠缝作业的接缝起始点和终点地理位置信息的接缝定位器，设置在所述车体机架(1)的顶部、与所述定位基站无线通信、且用于获取作业实时位置的地理位置接收天线(4)，设置在车体机架(1)的底部的四个麦克纳姆轮(2)，设置在所述车体机架(1)内的蓄电池，以及设置在所述车体机架(1)内、且与所述麦克纳姆轮(2)、抠缝操作机构(3)、地理位置接收天线(4)和蓄电池连接的工控机；

所述抠缝操作机构(3)包括底部与所述车体机架(1)固定连接的纵向滑动模组(32)，与所述纵向滑动模组(32)匹配、且互相垂直的横向滑动模组(31)，顶部固定在所述横向滑动模组(31)上、且沿纵向轴线旋转的旋转台(33)，固定在所述旋转台(33)的底部的纵梁(34)，与所述纵梁(34)一体成型、且与所述纵梁(34)垂直的横梁(35)，设置在所述横梁(35)内的刀盘驱动电机(36)，沿横梁(35)纵向方向贯穿开设在所述横梁(35)上的槽口(351)，设置在所述槽口(351)内的刀盘(38)，贯穿所述横梁(35)和槽口(351)设置、且与所述刀盘(38)中央固定连接的刀盘轴承(381)，连接在所述刀盘轴承(381)与刀盘驱动电机(36)的轴承之间的刀盘驱动皮带(37)，以及设置在所述横梁(35)上、与所述工控机连接、用于获取与刀盘(38)的接地端点接缝中心点之间的接缝中心点位置和姿态偏差的接缝跟踪传感器。

2.根据权利要求1所述的一种机场水泥混凝土道面板接缝自动抠缝作业的机器人，其特征在于，所述接缝跟踪传感器包括一体式固定在所述横梁(35)上的LED面光源(391)和面阵相机(392)。

3.根据权利要求1或2所述的一种机场水泥混凝土道面板接缝自动抠缝作业的机器人，其特征在于，所述横向滑动模组(31)和纵向滑动模组(32)均为KSD75S系列的直线滑动模组。

4.一种根据权利要求1～3任一项所述的一种机场水泥混凝土道面板接缝自动抠缝作业的机器人的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S01，利用接缝定位器获取待抠缝作业的任务的起点和终点的地理位置，并传输给工控机；

步骤S02，工控机计算获取抠缝的路径，并设定抠缝作业的速度；利用地理位置接收天线实时获取机器人所在地理位置，利用工控机驱动麦克纳姆轮，以实现机器人移动至接缝作业的起点；

步骤S03，根据抠缝的路径方向，利用工控机驱动麦克纳姆轮调整机器人航向角，直至机器人行进方向与接缝一致；

步骤S04，利用所述接缝跟踪传感器获取与刀盘的接地端点之间的接缝中心点位置偏差，利用所述工控机驱动横向滑动模组和旋转台，以实现刀盘位于接缝中心线上且刀盘方向与接缝的中心线方向重合；

步骤S05，利用工控机驱动纵向滑动模组和刀盘驱动电机，以实现刀盘伸入接缝内部开始抠缝作业；

步骤S06，利用工控机驱动麦克纳姆轮沿抠缝路径按抠缝作业速度行进，直至抠缝至待抠缝作业的任务的终点。

5.根据权利要求4所述的一种机场水泥混凝土道面板接缝自动抠缝作业的机器人的实现方法，其特征在于，所述步骤S06中，利用接缝跟踪传感器实时获取刀盘的接地端点与所在位置接缝中心点之间的位置和姿态偏差，并传输给工控机，自动动态控制横向滑动模组和旋转台以实现刀盘始终位于接缝中心线上且刀盘方向与接缝的中心线重合。

6.根据权利要求4所述的一种机场水泥混凝土道面板接缝自动抠缝作业的机器人的实现方法，其特征在于，所述步骤S02中，工控机根据待抠缝作业任务的起点和终点的地理位置信息，采用直线原理计算路径，并存储路径点地理位置信息序列，规划获得抠缝作业路径。