Робот-автомойщик Российский патент 2020 года по МПК B60S3/04 

Изобретение относится к производству средств автоматизации и предназначено для использования в индивидуальном, коллективном или сервисном режиме в качестве мойщика автомобилей.

Известны устройства индивидуального или коллективного применения для автоматической контактной или бесконтактной мойки автомобилей непосредственно в гараже или на месте стоянки, и изготавливаемые в виде роботизированного комплекса с устройствами идентификации и позиционирования кузова автомобиля, и с агрегатами для подготовки и подачи моющей жидкости в рабочие органы и сбора использованной жидкости с загрязнениями.

Наиболее близким аналогом изобретения является защищенный патентом РФ №2410257 робот-автомойщик.

Данный робот состоит из базового модуля с устройством управления системами и агрегатами робота, устройством хранения и подготовки рабочих моющих жидкостей и подачи их в рабочие органы робота, системой идентификации кузова автомобиля и позиционирования рабочих органов относительно кузова автомобиля, отделителем и упаковщиком твердых загрязнений, и соединенного с базовым модулем электрическими кабелями и гидравлическими и пневматическими шлангами портального мобильного модуля с манипулятором или манипуляторами с рабочими органами и датчиками состояния поверхности кузова автомобиля.

К недостаткам данного устройства для автоматической мойки автомобилей относится низкая применимость из-за сложной конструкции и высокой стоимости манипуляторов, необходимость выделения отдельного пространства в гараже или на машиноместе для размещения базового модуля, необходимость в наличии приведенного от специального двигателя барабана или катушки для автоматического сматывания шлангов и кабелей, а также необходимость обеспечения безопасного раскатывания и сматывания шлангов и кабеле без образования петель и без контактов с посторонними предметами.

Сложность манипуляторов обусловлена тем, что перемещения портального мобильного модуля обеспечивает только глобальные перемещения рабочих органов робота, а региональные и локальные перемещения обеспечивают приводы шарниров многозвенных манипуляторов с моющими насадками. Соответственно, манипуляторы имеют длинные звенья, создающие значительные нагрузочные моменты на мотор-редукторы приводов, а также обусловливают высокие требования к качеству изготовления приводных механизмов для обеспечения малых люфтов в узлах сопряжения деталей редукторов и валов и подшипников. В результате, конструкции манипуляторов получаются сложными, громоздкими и дорогими.

Необходимость выделения отдельного места в гаражном пространстве или на площадке машиноместа для установки базового модуля с производственными агрегатами для подготовки и подачи в рабочие органы моющей жидкости, отделения твердых отходов от смыва с поверхности кузова и регенерации моющей жидкости обусловлена двухмодульной конструкцией робота-автомойщика. Двухмодульность конструкции робота обусловливает наличие дополнительных агрегатов и узлов в виде приведенной катушки для шлангов и кабелей с муфтами их подвижных соединений, а также необходимость затрат времени для обеспечения беспрепятственного разматывания шлангов и кабелей и их безопасного сматывания без образования петель и узлов.

Задачей изобретения является повышение применимости робота-автомойщика посредством снижения сложности конструкции манипуляторов, снижения требований к условиям размещения в гараже или на площадке машиноместа.

Указанная задача решается тем, что робота-автомойщика выполняют одномодульным в виде портальной конструкции, состоящей из двух подвижных стоек и соединенной с ними приведенным шарниром или шарнирами арки с размещенными на ней манипуляторами с моющими насадками, а агрегаты для подготовки моющей жидкости и переработки продуктов смыва размещаются в стойках, манипуляторы выполняют двухзвенными с четырьмя подвижностями, из которых две обеспечиваются двухплоскостными приведенными шарнирами в комлевой части манипулятора, а две остальные подвижности двухплоскостными приведенными шарнирами для ориентации моющей насадки.

Работает новый робот-автомойщик следующим образом: робота устанавливают в гараже или на площадке машиноместа, подключают к источнику энергии (электросети) и активируют программное обеспечение устройства управления робота. Программное обеспечение тестирует работоспособность всех датчиков и приступает к обработке их данных. По данным датчиков расстояний и данным системы распознавания видеоизображений система управления роботом позиционируется относительно автомашины и гаражного пространства и приступает к обработке кузова автомашины, экспертируя состояние обрабатываемой поверхности по соответствию с данными из памяти устройства управления или из подключенного внешнего устройства с данными об обрабатываемой машине.

При этом приводы движителей стоек обеспечивают глобальные перемещения рабочих органов робота. Привод/приводы шарниров, соединяющих арку со стойками, обеспечивают региональные перемещения, а приводы шарниров манипуляторов обеспечивают локальные перемещения моющей насадки. Приводы шарниров арки по командам устройства управления робота наклоняют арку, выставляя комлевые устройства манипуляторов на оптимальных расстояниях от обрабатываемой поверхности. Приводы шарниров комлевых устройств манипуляторов отклоняют звенья конструкций манипуляторов, выставляя моющие насадки на высоту рабочих зазоров от обрабатываемой поверхности. Приводы шарниров узла крепления моющей насадки ориентируют моющую насадку относительно вертикали к обрабатываемому данным манипулятором участку поверхности кузова автомашины. Приводы механизмов гидро-и пневмосистем робота создают необходимые давления в системах и обеспечивают подачу моющих сред - пены, эмульсии, воды и т.п. в рабочие органы робота - моющие насадки манипуляторов, а также сбор и транспортировку смываемых загрязнений в агрегаты для отделения твердых загрязнений и регенерацию моющих жидкостей.

Полезный эффект от применения изобретения заключается в повышении применимости робота-автомойщика вследствие упрощения конструкции и снижения стоимости изготовления и расходов на установку и эксплуатацию одномодульной конструкции, упрощения конструкции и снижения стоимости изготовления и расходов на эксплуатацию двухзвенных манипуляторов, а также повышения эффективности вследствие введения в конструкцию портального модуля дополнительной подвижности в виде способности арки управляемо отклоняться относительно стоек.

Изобретение относится к устройствам для автоматической контактной или бесконтактной мойки автомобилей. Комплекс оснащен сенсорными датчиками мобильного портального модуля с устройствами ориентации и позиционирования. Портал образован двумя агрегатными стойками и соединяющей их аркой с установленными на ней манипуляторами с рабочими органами. Арка соединена со стойками приведенными шарнирами. Агрегаты для подготовки и подачи моющей жидкости в рабочие органы и сбора использованной жидкости с загрязнениями, отделитель и упаковщик твердых загрязнений размещают в стойках. Устройство управления с установленным на нем ПО обрабатывает данные сенсорных датчиков и вырабатывает управляющие команды для приводов движителей стоек, приводов агрегатов в стойках, шарниров арки и манипуляторов с моющими рабочими органами. Комплекс может быть оснащен агрегатами для выполнения бесконтактной мойки под давлением. Для этого в стойках портала устанавливают пеногенераторы и аппараты для мойки под давлением, а манипуляторы оснащают соплами для нанесения пены или эмульсии на кузов автомашины и форсунками для создания высокоскоростных потоков распыленной моющей жидкости. Достигается упрощение конструкции устройства.

Роботизированный комплекс для автоматической мойки кузова автомобиля, включающий портальный модуль с манипуляторами, имеющими рабочие моющие органы, с устройствами идентификации и позиционирования относительно кузова автомобиля, агрегаты для подготовки и подачи моющей жидкости в рабочие органы и сбора использованной жидкости с загрязнениями, смытыми с обрабатываемой поверхности, отделитель и упаковщик смытых с обрабатываемой поверхности твердых загрязнений, отличающийся тем, что он содержит систему распознавания видеоизображений обрабатываемой поверхности, при этом система управления выполнена с возможностью позиционирования портального модуля относительно кузова автомобиля по полученным данным системы распознавания видеоизображений, портальный модуль состоит из двух мобильных стоек, имеющих движители с приводами, и арки, соединенной посредством приводных шарниров со стойками с возможностью ее управляемого отклонения относительно стоек и наклона к обрабатываемой поверхности, при этом упомянутые манипуляторы с рабочими моющими органами установлены на арке, а агрегаты для подготовки и подачи моющей жидкости в рабочие органы и сбора использованной жидкости с загрязнениями, отделитель и упаковщик смытых с обрабатываемой поверхности твердых загрязнений установлены в упомянутых стойках портального модуля, причем манипуляторы выполнены двухзвенными с четырьмя подвижностями, из которых две обеспечены двухплоскостными приводными шарнирами в комлевой части манипулятора, а две остальные подвижности – двухплоскостными приводными шарнирами для ориентации рабочих моющих органов, при этом рабочие моющие органы выполнены в виде форсунок для нанесения пены на поверхность кузова автомашины и форсунок для мойки под давлением.